JP2000331709A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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JP2000331709A
JP2000331709A JP11138065A JP13806599A JP2000331709A JP 2000331709 A JP2000331709 A JP 2000331709A JP 11138065 A JP11138065 A JP 11138065A JP 13806599 A JP13806599 A JP 13806599A JP 2000331709 A JP2000331709 A JP 2000331709A
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secondary battery
negative electrode
electrolyte secondary
carbonate
graphite
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仁 鈴木
Minoru Kotado
稔 古田土
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery of high energy density capable of minimizing decomposition of electrolyte and having high charge and discharge efficiency and superior cycle characteristics. SOLUTION: This nonaqueous electrolyte secondary battery comprises, at least a negative electrode containing graphite as negative electrode material capable of occluding and emitting lithium, a positive electrode, and electrolyte formed by melting lithium salt in nonaqueous solvent. The nonaqueous solvent is mixed nonaqueous solvent containing cyclic carbonate and chain carbonate, and the nonaqueous solvent contains a condensate of α-hydroxy acid, having a structure shown in the formula of 0.1-10 wt.%. 'R' in the formula represents a hydrogen atom, alkyl of 1-4C, or alkoxyl of 1-4C.

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、非水系電解液二次
電池に関する。詳しくは、特定のα−ヒドロキシ酸の縮
合物を含む電解液を用いる非水系電解液二次電池の改良
に関する。本発明の電池は、放電効率が向上し、サイク
ル特性が優れているので、非水系二次電池の小型化、高
性能化に寄与することができる。
[0001] The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery. Specifically, the present invention relates to an improvement of a non-aqueous electrolyte secondary battery using an electrolyte containing a specific α-hydroxy acid condensate. Since the battery of the present invention has improved discharge efficiency and excellent cycle characteristics, it can contribute to miniaturization and high performance of a non-aqueous secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の電気製品の軽量化、小型化に伴
い、高いエネルギー密度を持つリチウム二次電池の開発
が進められている。また、リチウム二次電池の適用分野
の拡大に伴い電池特性の改善も要望されている。金属リ
チウムを負極とする二次電池は高容量化を達成できる電
池として古くから盛んに研究が行われているが、金属リ
チウムが充放電の繰り返しによりデンドライト状に成長
し、最終的には正極に達して、電池内部において短絡が
生じてしまうことが実用化を阻む最大の技術的な課題と
なっている。そこで負極に、例えばコークス、人造黒
鉛、天然黒鉛等のリチウムイオンを吸蔵・放出すること
が可能な炭素質材料を用いた非水系電解液二次電池が提
案されている。このような非水系電解液二次電池では、
リチウムが金属状態で存在しないためデンドライトの形
成が抑制され、電池寿命と安全性を向上することができ
る。特に、人造黒鉛や天然黒鉛等の黒鉛系炭素材料は、
単位体積当りのエネルギー密度を向上し得る材料として
期待される。
2. Description of the Related Art With the recent reduction in the weight and size of electric products, development of lithium secondary batteries having a high energy density has been promoted. In addition, with the expansion of the application field of the lithium secondary battery, improvement in battery characteristics is also demanded. Secondary batteries using lithium metal as a negative electrode have been actively studied for a long time as batteries capable of achieving high capacity.However, lithium metal grows in a dendrite shape by repeated charge and discharge, and eventually becomes a positive electrode. As a result, the occurrence of a short circuit inside the battery is the biggest technical problem that prevents practical use. Therefore, a non-aqueous electrolyte secondary battery using a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions such as coke, artificial graphite, and natural graphite for the negative electrode has been proposed. In such a non-aqueous electrolyte secondary battery,
Since lithium does not exist in a metallic state, formation of dendrites is suppressed, and battery life and safety can be improved. In particular, graphite-based carbon materials such as artificial graphite and natural graphite,
It is expected as a material that can improve the energy density per unit volume.

【0003】しかしながら、黒鉛系の種々の電極材を単
独で、或いは、リチウムを吸蔵・放出可能な他の負極材
と混合して負極とした非水系電解液二次電池では、リチ
ウム一次電池で一般に好んで使用されるプロピレンカー
ボネートを主溶媒とする電解液を用いると、黒鉛電極表
面で溶媒の分解反応が激しく進行して、黒鉛電極への円
滑なリチウムの吸蔵・放出が不可能になる。一方、エチ
レンカーボネートはこのような分解が少ないことから、
黒鉛系負極を用いた非水系電解液二次電池の電解液では
エチレンカーボネートが主溶媒として多用されている。
しかしながら、エチレンカーボネートを主溶媒として
も、充放電過程において電極表面で電解液が分解するた
めに充放電効率の低下、サイクル特性の低下等の問題が
あった。このため、黒鉛系負極を用いた場合であっても
これらの問題を生じない非水系電解液二次電池を提供す
ることが求められている。
[0003] However, in a non-aqueous electrolyte secondary battery in which various graphite-based electrode materials are used alone or mixed with other negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium, a non-aqueous electrolyte secondary battery is generally used as a lithium primary battery. When an electrolyte containing propylene carbonate as a main solvent, which is preferably used, is used, a decomposition reaction of the solvent proceeds vigorously on the surface of the graphite electrode, making it impossible to smoothly insert and release lithium into and from the graphite electrode. On the other hand, ethylene carbonate has little such decomposition,
In an electrolyte of a non-aqueous electrolyte secondary battery using a graphite-based negative electrode, ethylene carbonate is frequently used as a main solvent.
However, even when ethylene carbonate is used as the main solvent, there are problems such as a decrease in charge / discharge efficiency and a decrease in cycle characteristics because the electrolyte is decomposed on the electrode surface during the charge / discharge process. Therefore, there is a need to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that does not cause these problems even when a graphite-based negative electrode is used.

【0004】黒鉛系負極については、特に電解液の種類
により性能が大きく異なるため、電解液の組成を最適化
することが必要とされ、従来からいろいろな電解液が検
討されているが、その一環として、ラクチド類を含有す
る非水溶媒系電解液について幾つかの提案がなされてい
る。例えば、特開平7−78634号公報には、リチウ
ム金属を負極とした非水系電解液二次電池において、オ
キシカルボン酸誘導体を含む非水溶媒を電解液として用
いることが提案されている。また、特開平7−1927
61号公報には、黒鉛電極を用い、環状カーボネートと
ジメトキシエタンとの混合溶媒にラクチドを添加した例
が示されている。
[0004] Since the performance of graphite-based anodes greatly differs depending on the type of electrolyte, it is necessary to optimize the composition of the electrolyte. Various electrolytes have been studied in the past. Some proposals have been made on non-aqueous solvent-based electrolytes containing lactides. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-78634 proposes using a non-aqueous solvent containing an oxycarboxylic acid derivative as an electrolyte in a non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium metal as a negative electrode. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1927
No. 61 discloses an example in which lactide is added to a mixed solvent of cyclic carbonate and dimethoxyethane using a graphite electrode.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、非水溶
媒にラクチド類を添加した電解液を用いる前記公報の電
池については、性能面において必ずしも満足の行くもの
ではない。本発明は、これらの従来技術の課題を解決す
るものであり、黒鉛系負極を用いた非水系電解液二次電
池の電解液の分解を最小限に抑えて、充放電効率が高
く、サイクル特性の優れた、高エネルギー密度の非水系
電解液二次電池を提供することを目的とする。
However, the performance of the battery disclosed in the above-mentioned publication using an electrolytic solution obtained by adding a lactide to a non-aqueous solvent is not always satisfactory. The present invention solves these problems of the prior art, and minimizes the decomposition of the electrolyte of a non-aqueous electrolyte secondary battery using a graphite-based negative electrode, has high charge-discharge efficiency, and has high cycle characteristics. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high energy density and a high energy density.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明者らはかかる事情
に鑑み鋭意検討した結果、黒鉛系負極を用いた非水系電
解液二次電池の電解液として、環状カーボネート及び鎖
状カーボネートを含む混合非水溶媒にリチウム塩と特定
のα−ヒドロキシ酸の縮合物を溶解した電解液を用いる
ことにより、充放電効率及びサイクル特性を向上させる
ことができることを見出し、本発明を完成するに至っ
た。
Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive studies in view of the above circumstances, and have found that a mixed solution containing a cyclic carbonate and a chain carbonate as an electrolyte for a non-aqueous electrolyte secondary battery using a graphite-based negative electrode. The present inventors have found that the use of an electrolytic solution in which a condensate of a lithium salt and a specific α-hydroxy acid is dissolved in a non-aqueous solvent can improve charge / discharge efficiency and cycle characteristics, and have completed the present invention.

【0007】即ち、本発明の要旨は、リチウムを吸蔵・
放出することが可能な負極材として黒鉛を含む負極、正
極及び非水溶媒にリチウム塩を溶解してなる電解液から
少なくとも構成される非水系電解液二次電池において、
非水溶媒が環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含
有する混合非水溶媒であり、且つ非水溶媒が0.1〜1
0重量%の下記一般式(1)で示される構造を有するα
−ヒドロキシ酸の縮合物を含有することを特徴とする非
水系電解液二次電池。
That is, the gist of the present invention is to store and store lithium.
In a non-aqueous electrolyte secondary battery at least comprising a negative electrode containing graphite as a negative electrode material capable of being released, a positive electrode and an electrolyte obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent,
The non-aqueous solvent is a mixed non-aqueous solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate, and the non-aqueous solvent is 0.1 to 1
0% by weight of α having a structure represented by the following general formula (1)
-A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a hydroxy acid condensate.

【0008】[0008]

【化2】 Embedded image

【0009】(式中、Rは、水素原子、炭素数1〜4の
アルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す) なお、本発明の電池に用いられる非水溶媒については、
混合非水溶媒の70容量%以上がカーボネートであるこ
とが好ましく、特に、混合非水溶媒が、アルキレン基の
炭素数が2〜4のアルキレンカーボネートからなる群か
ら選ばれる環状カーボネートと、アルキル基の炭素数が
1〜4であるジアルキルカーボネートからなる群から選
ばれる鎖状カーボネートとをそれぞれ20容量%以上含
有し、且つ混合非水溶媒の70容量%以上がこれらのカ
ーボネートであることが好ましい。
(In the formula, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms.) The non-aqueous solvent used in the battery of the present invention is as follows:
It is preferable that 70% by volume or more of the mixed non-aqueous solvent is a carbonate. In particular, the mixed non-aqueous solvent is a mixture of a cyclic carbonate selected from the group consisting of alkylene carbonates having 2 to 4 carbon atoms in an alkylene group, It is preferable that each of these carbonates contains at least 20% by volume of a chain carbonate selected from the group consisting of dialkyl carbonates having 1 to 4 carbon atoms, and at least 70% by volume of the mixed nonaqueous solvent is these carbonates.

【0010】また、本発明の電池に用いられる負極材に
ついては、黒鉛のみからなる負極材、又は、リチウムを
吸蔵・放出することが可能な非黒鉛系炭素、リチウム、
リチウム合金、及び金属酸化物からなる群から選ばれる
少なくとも一種と黒鉛とを混合した負極材であることが
好ましい。特に負極材が、X線回折における格子面(0
02面)のd値が0.335〜0.34nmであり、且
つ結晶子サイズ(Lc)が30nm以上、好ましくは5
0nm以上、特には100nm以上の炭素材料を含むこ
とが好ましい。
The negative electrode material used in the battery of the present invention may be a negative electrode material made of graphite alone, or non-graphite carbon or lithium capable of inserting and extracting lithium.
It is preferable that the negative electrode material is a mixture of graphite and at least one selected from the group consisting of a lithium alloy and a metal oxide. In particular, the negative electrode material has a lattice plane (0
02 plane) has a d value of 0.335 to 0.34 nm and a crystallite size (Lc) of 30 nm or more, preferably 5 nm or more.
It is preferable to include a carbon material of 0 nm or more, particularly 100 nm or more.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の二次電池は、リチウムを
吸蔵・放出することが可能な負極材として、黒鉛を含む
負極、正極及び非水溶媒にリチウム塩を溶解してなる電
解液から少なくとも構成される。そして、本発明におい
ては、電解液の非水溶媒が0.1〜10重量%の式
(1)で示される構造を有するα−ヒドロキシ酸の縮合
物を含有することを特徴とする。本発明に用いられる非
水溶媒については、環状カーボネート及び鎖状カーボネ
ートを含有する混合非水溶媒である。更に混合非水溶媒
の70容量%以上がカーボネートであることが好まし
い。環状カーボネートについては、特に限定されない
が、アルキレンカーボネートが好ましく、アルキレン基
の炭素数が2〜4のものが好適である。このようなアル
キレンカーボネートの具体例として、例えばエチレンカ
ーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボ
ネートを挙げることができ、中でもエチレンカーボネー
トとプロピレンカーボネートが好ましい。これらのアル
キレン基は本発明の所期の効果を過度に阻害しない範囲
で置換基を有していてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The secondary battery according to the present invention comprises, as a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, a negative electrode containing graphite, a positive electrode, and an electrolytic solution obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent. At least configured. And, in the present invention, the non-aqueous solvent of the electrolytic solution contains 0.1 to 10% by weight of a condensate of an α-hydroxy acid having a structure represented by the formula (1). The non-aqueous solvent used in the present invention is a mixed non-aqueous solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate. Further, it is preferable that 70% by volume or more of the mixed nonaqueous solvent is carbonate. The cyclic carbonate is not particularly limited, but is preferably an alkylene carbonate, and more preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. Specific examples of such an alkylene carbonate include, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate. Among them, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable. These alkylene groups may have a substituent within a range that does not unduly inhibit the intended effect of the present invention.

【0012】鎖状カーボネートについても、特に限定は
されないが、ジアルキルカーボネートが好ましく、アル
キル基の炭素数が1〜4のものが好適である。このよう
なジアルキルカーボネートの具体例として、例えばジメ
チルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プ
ロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチ
ル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピル
カーボネート等を挙げることができ、中でもジメチルカ
ーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカー
ボネートが好ましい。これらのジアルキルカーボネート
のアルキル基は本発明の所期の効果を過度に阻害しない
範囲で置換基を有していてもよい。
The chain carbonate is not particularly limited, but is preferably a dialkyl carbonate, and more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Specific examples of such dialkyl carbonates include, for example, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate and the like. Carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are preferred. The alkyl group of these dialkyl carbonates may have a substituent within a range that does not unduly inhibit the intended effect of the present invention.

【0013】環状カーボネートと鎖状カーボネートの組
み合わせは特に制限されない。好ましい組み合わせは、
アルキレン基の炭素数が2〜4のアルキレンカーボネー
トからなる群から選ばれる環状カーボネートと、アルキ
ル基の炭素数が1〜4であるジアルキルカーボネートか
らなる群から選ばれる鎖状カーボネートを含む混合非水
溶媒である。より好ましい組み合わせは、環状カーボネ
ートとしてエチレンカーボネート及び/又はプロピレン
カーボネート、鎖状カーボネートとしてジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート及びエチルメチルカーボ
ネートから選択される一種以上を含む混合非水溶媒であ
る。混合非水溶媒における環状カーボネートと鎖状カー
ボネートの割合は、それぞれ20容量%以上であるのが
好ましく、それぞれ25容量%以上であるのがより好ま
しい。また、混合非水溶媒における環状カーボネートと
鎖状カーボネートの合計量は70容量%以上であるのが
好ましく、80容量%以上であるのがより好ましく、9
0容量%以上であるのが特に好ましい。
The combination of the cyclic carbonate and the chain carbonate is not particularly limited. Preferred combinations are
A mixed nonaqueous solvent containing a cyclic carbonate selected from the group consisting of alkylene carbonates having 2 to 4 carbon atoms in an alkylene group and a chain carbonate selected from the group consisting of dialkyl carbonates having 1 to 4 carbon atoms in the alkyl group It is. A more preferred combination is a mixed non-aqueous solvent containing at least one selected from ethylene carbonate and / or propylene carbonate as a cyclic carbonate and dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate as a chain carbonate. The proportions of the cyclic carbonate and the chain carbonate in the mixed non-aqueous solvent are each preferably 20% by volume or more, and more preferably 25% by volume or more. Further, the total amount of the cyclic carbonate and the chain carbonate in the mixed nonaqueous solvent is preferably 70% by volume or more, more preferably 80% by volume or more, and 9% by volume or more.
It is particularly preferred that the content is 0% by volume or more.

【0014】混合非水溶媒には、カーボネート以外の溶
媒が含まれていてもよい。カーボネート以外の溶媒とし
て、例えばγ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等
の環状エステル類、酢酸メチル、ブロピオン酸メチル等
の鎖状エステル類、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等の環状エーテ
ル類、ジメトキシエタン、ジメトキシメタン等の鎖状エ
ーテル類、スルフォラン、ジエチルスルホン等の含硫黄
有機溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は二種類以上を
組み合わせて用いても良い。これらの溶媒はカーボネー
ト系溶媒の特性を損なわない量で混合非水溶媒に含有さ
せることができる。具体的には、カーボネート以外の溶
媒は、混合非水溶媒の30容量%以下にするのが好まし
く、20容量%以下にするのがより好ましく、10容量
%以下にするのが特に好ましい。なお、本明細書におけ
る容量%とは、全て室温、即ち25℃で測定したもので
ある。但し、25℃で固体のものは融点迄加熱して溶融
状態で測定するものとする。
The mixed non-aqueous solvent may contain a solvent other than carbonate. As solvents other than carbonate, for example, cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone, chain esters such as methyl acetate and methyl propionate, cyclic ethers such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and tetrahydropyran, dimethoxy Examples thereof include chain ethers such as ethane and dimethoxymethane, and sulfur-containing organic solvents such as sulfolane and diethyl sulfone. These solvents may be used in combination of two or more kinds. These solvents can be contained in the mixed non-aqueous solvent in an amount that does not impair the properties of the carbonate-based solvent. Specifically, the amount of the solvent other than carbonate is preferably 30% by volume or less of the mixed non-aqueous solvent, more preferably 20% by volume or less, and particularly preferably 10% by volume or less. It should be noted that the volume% in this specification is all measured at room temperature, that is, at 25 ° C. However, solids at 25 ° C. are heated to the melting point and measured in a molten state.

【0015】本発明で用いられる電解液は、式(1)で
示される構造を有するα−ヒドロキシ酸の縮合物を含有
する。ここで、α−ヒドロキシ酸の縮合物とは、α−ヒ
ドロキシ酸が分子間で脱水縮合したものを指し、その二
量体ないし重合体を含むものである。α−ヒドロキシ酸
の縮合物については、式(1)で示される構造を有する
ものであれば、特に限定はされない。
The electrolytic solution used in the present invention contains a condensate of an α-hydroxy acid having a structure represented by the formula (1). Here, the condensate of α-hydroxy acid refers to a product obtained by dehydration condensation of α-hydroxy acid between molecules, and includes a dimer or polymer thereof. The condensate of α-hydroxy acid is not particularly limited as long as it has a structure represented by the formula (1).

【0016】[0016]

【化3】 Embedded image

【0017】(式中、Rは、水素原子、炭素数1〜4の
アルキル基又は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す)
(Wherein, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms)

【0018】式(1)において、Rが炭素数1〜4のア
ルキル基である場合、その具体例としては、例えばメチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられる。
これらの中、メチル基が好ましい。また、Rが炭素数1
〜4のアルコキシ基である場合、その具体例としては、
例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキ
シ基が挙げられる。これらの中、メトキシ基が好まし
い。
In the formula (1), when R is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, specific examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group.
Of these, a methyl group is preferred. Further, when R has 1 carbon atom,
When it is an alkoxy group of (1) to (4), specific examples thereof include:
Examples include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, and a butoxy group. Of these, a methoxy group is preferred.

【0019】そして、α−ヒドロキシ酸の具体例として
は、例えばグリコール酸、乳酸、α−オキシ酪酸、グリ
セリン酸、タルトロン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸
等が挙げられる。これらの中、グリコール酸、乳酸が好
ましい。そして、このα−ヒドロキシ酸の縮合物の具体
例としては、縮合物がα−ヒドロキシ酸環状ジエステル
である場合、Rが水素であるグリコール酸の環状二量体
であるグリコリドや、Rがメチル基である乳酸の環状二
量体であるラクチド、グリコール酸と乳酸の環状ジエス
テル等が挙げられる。上記環状ジエステルの中でもラク
チドが好ましい。
Specific examples of the α-hydroxy acid include glycolic acid, lactic acid, α-oxybutyric acid, glyceric acid, tartronic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid and the like. Of these, glycolic acid and lactic acid are preferred. As specific examples of the condensate of the α-hydroxy acid, when the condensate is an α-hydroxy acid cyclic diester, glycolide which is a cyclic dimer of glycolic acid in which R is hydrogen, or R is a methyl group Lactide, which is a cyclic dimer of lactic acid, and cyclic diesters of glycolic acid and lactic acid. Lactide is preferred among the above-mentioned cyclic diesters.

【0020】また、縮合物が重合体である場合、その具
体例としては、例えばポリグリコール酸、ポリ乳酸、グ
リコール酸と乳酸の共重合物、グリコリドやラクチドと
δ−バレロラクトンやε−カプロラクトン等のラクトン
との共重合物、グリコリドやラクチドとエチレンカーボ
ネートやトリメチレンカーボネート等の環状カーボネー
トとの共重合物等が挙げられ、混合非水溶媒中に溶解可
能であれば特に限定されない。その中でも重量平均分子
量が1000〜100000のものが好ましく、100
0〜20000のものがより好ましい。これらは二種以
上混合して用いてもよい。これらの式(1)で示される
構造をα−ヒドロキシ酸の縮合物のR部位は本発明の所
期の効果を過度に阻害しない範囲で置換基を有していて
もよい。
When the condensate is a polymer, specific examples thereof include polyglycolic acid, polylactic acid, copolymers of glycolic acid and lactic acid, glycolide and lactide with δ-valerolactone, ε-caprolactone and the like. And a copolymer of glycolide and lactide with cyclic carbonates such as ethylene carbonate and trimethylene carbonate, etc., and are not particularly limited as long as they can be dissolved in a mixed non-aqueous solvent. Among them, those having a weight average molecular weight of 1,000 to 100,000 are preferable,
Those having 0 to 20,000 are more preferable. These may be used as a mixture of two or more. The R site of the α-hydroxy acid condensate of the structure represented by the formula (1) may have a substituent within a range that does not unduly inhibit the intended effect of the present invention.

【0021】本発明で使用する電解液における式(1)
で示される構造を有するα−ヒドロキシ酸の縮合物の含
有量は、好ましくは0.1〜10重量%の範囲内であ
る。中でも0.5〜8重量%であるのが好ましく、1〜
7重量%であるのが特に好ましい。本発明で使用する電
解液には、溶質としてリチウム塩を用いる。使用し得る
リチウム塩は、電解液の溶質として使用し得るものであ
ればその種類は特に制限されない。例えばLiCl
4 、LiPF6 、LiBF4 から選ばれる無機リチウ
ム塩やLiCF3 SO3 、LiN(CF3 SO2 2
LiN(CF3 CF2 SO2 2 、LiN(CF3 SO
2 )(C4 9 SO2 )、LiC(CF3 SO23
の含フッ素有機リチウム塩を用いることができる。中で
もLiPF6 、LiBF4 を用いることが好ましい。こ
れらのリチウム塩は二種類以上混合して用いても良い。
電解液中の溶質のリチウム塩モル濃度は、0.5〜2モ
ル/リットルであることが望ましい。0.5モル/リッ
トル未満若しくは2モル/リットルを越えると、電解液
の電気伝導率が低くなって、電池の性能が低下する傾向
にある。
Formula (1) in the electrolytic solution used in the present invention
The content of the condensate of the α-hydroxy acid having the structure represented by is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight. Among them, the content is preferably 0.5 to 8% by weight,
Particularly preferred is 7% by weight. In the electrolytic solution used in the present invention, a lithium salt is used as a solute. The type of the lithium salt that can be used is not particularly limited as long as it can be used as a solute of the electrolytic solution. For example, LiCl
Inorganic lithium salts selected from O 4 , LiPF 6 and LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ,
LiN (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO
2 ) Fluorine-containing organic lithium salts such as (C 4 F 9 SO 2 ) and LiC (CF 3 SO 2 ) 3 can be used. Among them, it is preferable to use LiPF 6 and LiBF 4 . These lithium salts may be used as a mixture of two or more kinds.
The molar concentration of the lithium salt in the solute in the electrolyte is desirably 0.5 to 2 mol / liter. If it is less than 0.5 mol / liter or exceeds 2 mol / liter, the electric conductivity of the electrolytic solution tends to decrease, and the performance of the battery tends to decrease.

【0022】本発明の非水系電解液二次電池を構成する
負極は、その成分として黒鉛を含む。黒鉛はリチウムを
吸蔵・放出することが可能なものであればその物理的性
状は特に制限されない。好ましいのは種々の原料から得
た易黒鉛性ピッチの高温熱処理によって製造された人造
黒鉛及び精製天然黒鉛、或いはこれらの黒鉛にピッチを
含む種々の表面処理を施した材料である。これらの黒鉛
材料は学振法によるX線回折で求めた格子面(002
面)のd値(層間距離)が0.335〜0.34nmで
あるものが好ましく、0.335〜0.337nmであ
るものがより好ましい。これら黒鉛材料は、灰分が1重
量%以下であるのが好ましく、0.5重量以下であるの
がより好ましく、0.1重量%以下であるのが特に好ま
しい。また、学振法によるX線回折で求めた結晶子サイ
ズ(Lc)が30nm以上であるのが好ましく、50n
m以上であるのがより好ましく、100nm以上である
のが特に好ましい。
The negative electrode constituting the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention contains graphite as a component thereof. The physical properties of graphite are not particularly limited as long as it can absorb and release lithium. Preferred are artificial graphite and purified natural graphite produced by high-temperature heat treatment of graphitic pitch obtained from various raw materials, or materials obtained by subjecting these graphites to various surface treatments including pitch. These graphite materials have a lattice plane (002) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method.
The d value (interlayer distance) of the (surface) is preferably from 0.335 to 0.34 nm, more preferably from 0.335 to 0.337 nm. The ash content of these graphite materials is preferably 1% by weight or less, more preferably 0.5% by weight or less, and particularly preferably 0.1% by weight or less. Further, the crystallite size (Lc) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 30 nm or more, and 50 n
m or more, and particularly preferably 100 nm or more.

【0023】また、レーザー回折・散乱法による黒鉛材
料のメジアン径は、1〜100μmであるのが好まし
く、3〜50μm以下であるのがより好ましく、5〜4
0μmであるのが更に好ましく、7〜30μmであるの
が特に好ましい。黒鉛材料のBET法比表面積は、0.
5〜25.0m2 /gであるのが好ましく、0.7〜2
0.0m2 /gであるのがより好ましく、1.0〜1
5.0m2 /gであるのが更に好ましく、1.5〜1
0.0m2 /gであるのが特に好ましい。また、アルゴ
ンイオンレーザー光を用いたラマンスペクトル分析にお
いて1580〜1620cm-1の範囲にピークPA (ピ
ーク強度IA )及び1350〜1370cm-1の範囲に
ピークPB (ピーク強度IB )の強度比R=IB /IA
が0〜0.5であり、1580〜1620cm-1の範囲
のピークの半値幅が26cm-1以下、特に25cm-1
下であるのが好ましい。これらの黒鉛材料にリチウムを
吸蔵・放出可能な負極材を更に混合して用いることもで
きる。黒鉛以外のリチウムを吸蔵・放出可能な負極材と
しては、難黒鉛性炭素又は低温焼成炭素等の非黒鉛系炭
素材料、酸化錫、酸化珪素等の金属酸化物材料、更には
リチウム金属並びに種々のリチウム合金を例示すること
ができる。これらの負極材料は二種類以上混合して用い
ても良い。
The median diameter of the graphite material measured by a laser diffraction / scattering method is preferably 1 to 100 μm, more preferably 3 to 50 μm or less, and 5 to 4 μm.
The thickness is more preferably 0 μm, and particularly preferably 7 to 30 μm. The BET specific surface area of the graphite material is 0.
5 to 25.0 m 2 / g, preferably 0.7 to 2
0.0 m 2 / g, more preferably 1.0 to 1
5.0 m 2 / g is more preferable, and 1.5 to 1
Particularly preferred is 0.0 m 2 / g. The intensity of the peak P A (peak intensity I A) in a range of 1580~1620Cm -1 in the Raman spectrum analysis using an argon ion laser beam and peak in the range of 1350 -1 P B (peak intensity I B) Ratio R = I B / I A
There are 0 to 0.5, the half-value width of the peak in the range of 1580~1620Cm -1 is 26cm -1 or less, and particularly preferably between 25 cm -1 or less. A negative electrode material capable of inserting and extracting lithium can be further mixed with these graphite materials and used. As the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium other than graphite, non-graphitic carbon materials such as non-graphitizable carbon or low-temperature fired carbon, metal oxide materials such as tin oxide and silicon oxide, lithium metal and various other materials A lithium alloy can be exemplified. These negative electrode materials may be used as a mixture of two or more.

【0024】これらの負極材料を用いて負極を製造する
方法については、特に限定されない。例えば、負極材料
に、必要に応じて結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加
えてスラリー状とし、集電体の基板に塗布し、乾燥する
ことにより負極を製造することができるし、また、該負
極材料をそのままロール成形してシート電極としたり、
圧縮成形によりペレット電極とすることもできる。電極
の製造に用いられる結着剤については、電極製造時に使
用する溶媒や電解液に対して安定な材料であれば、特に
限定されない。その具体例としては、ポリフッ化ビニリ
デン、ポリテトラフルオロエチレン、スチレン・ブタジ
エンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等を挙げる
ことができる。増粘剤としては、カルボキシメチルセル
ロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロー
ス、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化ス
ターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等が挙げられる。
導電材としては、銅やニッケル等の金属材料、グラファ
イト、カーボンブラック等のような炭素材料が挙げられ
る。
The method for producing a negative electrode using these negative electrode materials is not particularly limited. For example, a negative electrode can be manufactured by adding a binder, a thickener, a conductive material, a solvent, and the like to a negative electrode material as needed to form a slurry, applying the slurry to a current collector substrate, and drying. Alternatively, the negative electrode material may be directly roll-formed into a sheet electrode,
A pellet electrode can be obtained by compression molding. The binder used in the production of the electrode is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the solvent and the electrolyte used in the production of the electrode. Specific examples thereof include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, styrene / butadiene rubber, isoprene rubber, and butadiene rubber. Examples of the thickener include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, and casein.
Examples of the conductive material include metal materials such as copper and nickel, and carbon materials such as graphite and carbon black.

【0025】負極用集電体の材質は、銅、ニッケル、ス
テンレス等の金属が使用され、これらの中で薄膜に加工
しやすいという点とコストの点から銅箔が好ましい。本
発明の電池を構成する正極の材料としては、リチウムコ
バルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマン
ガン酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物材料等のリ
チウムを吸蔵及び放出可能な材料を使用することができ
る。正極の製造方法については、特に限定されず、上記
の負極の製造方法に準じて製造することができる。ま
た、その形状については、正極材料に必要に応じて結着
剤、導電材、溶媒等を加えて混合後、集電体の基板に塗
布してシート電極としたり、プレス成形を施してペレッ
ト電極とすることができる。正極用集電体の材質は、ア
ルミニウム、チタン、タンタル等の金属又はその合金が
用いられる。これらの中で、特にアルミニウム又はその
合金が軽量であるためエネルギー密度の点で望ましい。
As the material of the current collector for the negative electrode, metals such as copper, nickel, and stainless steel are used, and among them, copper foil is preferable from the viewpoint of easy processing into a thin film and cost. As a material of the positive electrode constituting the battery of the present invention, a material capable of occluding and releasing lithium, such as a lithium transition metal composite oxide material such as lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, and lithium manganese oxide, is used. Can be. The method for manufacturing the positive electrode is not particularly limited, and the positive electrode can be manufactured according to the above-described method for manufacturing the negative electrode. As for the shape, a binder, a conductive material, a solvent, and the like are added to the positive electrode material as necessary and mixed, and then applied to a current collector substrate to form a sheet electrode, or a pellet electrode formed by press molding. It can be. As a material of the current collector for the positive electrode, a metal such as aluminum, titanium, and tantalum or an alloy thereof is used. Among these, aluminum or its alloy is desirable in terms of energy density because it is lightweight.

【0026】本発明の電池に使用するセパレーターの材
質や形状については、特に限定されない。但し、電解液
に対して安定で、保液性の優れた材料の中から選ぶのが
好ましく、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレ
フィンを原料とする多孔性シート又は不織布等を用いる
のが好ましい。負極、正極及び非水系電解液を少なくと
も有する本発明の電池を製造する方法については、特に
限定されず、通常採用されている方法の中から適宜選択
することができる。また、電池の形状については特に限
定されず、シート電極及びセバレータをスパイラル状に
したシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを
組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイ
プ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイ
プ等が使用可能である。
The material and shape of the separator used in the battery of the present invention are not particularly limited. However, it is preferable to select from materials that are stable with respect to the electrolyte and have excellent liquid retention properties, and it is preferable to use a porous sheet or nonwoven fabric made of a polyolefin such as polyethylene or polypropylene as a raw material. The method for producing the battery of the present invention having at least the negative electrode, the positive electrode, and the nonaqueous electrolyte is not particularly limited, and can be appropriately selected from commonly employed methods. The shape of the battery is not particularly limited, and a cylinder type having a spiral shape of a sheet electrode and a separator, a cylinder type having an inside-out structure combining a pellet electrode and a separator, and a coin type having a stack of a pellet electrode and a separator are used. It is possible.

【0027】[0027]

【実施例】以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を
更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない
限り、これらの実施例に限定されるものではない。 (実施例1)電解液については、乾燥アルゴン雰囲気下
で、十分に乾燥を行った六フッ化リン酸リチウム(Li
PF6 )を溶質として用い、プロピレンカーボネートと
ジエチルカーボネートの混合物(1:1容量比)にD,
L−ラクチドを5重量%の割合で溶解し、更にLiPF
6 を1モル/リットルの割合で溶解して調製した。X線
回折における格子面(002面)のd値が0.336n
m、晶子サイズ(Lc)が、100nm以上(264n
m)、灰分が0.04重量%、レーザー回折・散乱法に
よるメジアン径が17μm、BET法比表面積が8.9
2 /g、アルゴンイオンレーザー光を用いたラマンス
ペクトル分析において1580〜1620cm-1の範囲
のピークPA (ピーク強度IA )及び1350〜137
0cm-1の範囲のピークPB (ピーク強度IB )の強度
比R=1B /IA が0.15、1580〜1620cm
-1の範囲のピークの半値幅が22.2cm-1である人造
黒鉛粉末KS−44(ティムカル社製、商品名)94重
量部に蒸留水で分散させたスチレン−ブタジエンゴム
(SBR)を固形分で6重量部となるように加えディス
パーザーで混合し、スラリー状としたものを集電体であ
る厚さ18μmの銅箔上に均一に塗布し、乾燥後、直径
12.5mmの円盤状に打ち抜いて電極を作製し作用極
とし、電解液を含浸させたセパレーターを介してリチウ
ム箔を対極として構成されたコイン型ハーフセルを作製
した。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples unless it exceeds the gist. (Example 1) As for an electrolytic solution, lithium hexafluorophosphate (Li) was sufficiently dried under a dry argon atmosphere.
PF 6 ) was used as a solute, and a mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 by volume) was added with D,
L-lactide is dissolved at a ratio of 5% by weight, and
6 was dissolved at a rate of 1 mol / liter. The d value of the lattice plane (002 plane) in X-ray diffraction is 0.336 n
m, crystallite size (Lc) is 100 nm or more (264 n
m), ash content: 0.04% by weight, median diameter by laser diffraction / scattering method: 17 μm, BET method specific surface area: 8.9
m 2 / g, a peak P A (peak intensity I A) in the range of 1580~1620Cm -1 in the Raman spectrum analysis using an argon ion laser beam and 1350-137
Intensity ratio R = 1 B / I A of the 0 cm -1 in the range of peak P B (peak intensity I B) is 0.15,1580~1620cm
A styrene-butadiene rubber (SBR) dispersed in 94 parts by weight of artificial graphite powder KS-44 (trade name, manufactured by Timcal Co.) having a half value width of a peak in the range of -1 of 22.2 cm -1 with distilled water is solid. 6 parts by weight and mixed with a disperser to form a slurry. The slurry is uniformly coated on a 18-μm-thick copper foil as a current collector, dried, and then disc-shaped with a diameter of 12.5 mm. To form a working electrode, and a coin-type half cell having a lithium foil as a counter electrode via a separator impregnated with an electrolytic solution was prepared.

【0028】(比較例1)プロピレンカーボネートとジ
エチルカーボネートの混合物(1:1容量比)に、Li
PF6 を1モル/リットルの割合で溶解して調製した電
解液を用いたこと以外は実施例1と同様にしてコイン型
ハーフセルを作製した。 (実施例2)プロピレンカーボネートとジエチルカーボ
ネートの混合物(1:1容量比)に重量平均分子量59
00のポリ乳酸を5重量%の割合で溶解し、更にLiP
6を1モル/リットルの割合で溶解して調製した電解
液を用いたこと以外は実施例1と同様にしてコイン型ハ
ーフセルを作製した。 (実施例3)プロピレンカーボネートとジエチルカーボ
ネートの混合物(1:1容量比)に重量平均分子量98
80のポリ乳酸を5重量%の割合で溶解し、更にLiP
6を1モル/リットルの割合で溶解して調製した電解
液を用いたこと以外は実施例1と同様にしてコイン型ハ
ーフセルを作製した。
Comparative Example 1 A mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 by volume) was mixed with Li
A coin-type half cell was produced in the same manner as in Example 1, except that an electrolyte prepared by dissolving PF 6 at a rate of 1 mol / liter was used. (Example 2) A mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 by volume) was added with a weight average molecular weight of 59.
Of polylactic acid at a ratio of 5% by weight.
Except for using the F 6 1 mol / liter electrolyte solution prepared by dissolving at a rate of in the same manner as in Example 1 to prepare a coin-type half cell. (Example 3) A mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 volume ratio) was added with a weight average molecular weight of 98.
80 polylactic acid at a ratio of 5% by weight
Except for using the F 6 1 mol / liter electrolyte solution prepared by dissolving at a rate of in the same manner as in Example 1 to prepare a coin-type half cell.

【0029】(実施例4)プロピレンカーボネートとジ
エチルカーボネートの混合物(1:1容量比)に重量平
均分子量5800の50:50乳酸−グリコール酸共重
合体を5重量%の割合で溶解し、更にLiPF6 を1モ
ル/リットルの割合で溶解して調製した電解液を用いた
こと以外は実施例1と同様にしてコイン型ハーフセルを
作製した。
Example 4 A 50:50 lactic acid-glycolic acid copolymer having a weight average molecular weight of 5800 was dissolved in a mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 by volume) at a ratio of 5% by weight, and LiPF was further dissolved. A coin-type half cell was produced in the same manner as in Example 1, except that an electrolytic solution prepared by dissolving 6 at a ratio of 1 mol / liter was used.

【0030】(実施例5)エチレンカーボネートとジエ
チルカーボネートの混合物(1:1容量比)にD,L−
ラクチドを5重量%の割合で溶解し、更にLiPF6
1モル/リットルの割合で溶解して調製した電解液を用
いた以外は実施例1と同様にしてコイン型ハーフセルを
作製した。
Example 5 A mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 by volume) was mixed with D, L-
A coin-type half cell was prepared in the same manner as in Example 1, except that lactide was dissolved at a ratio of 5% by weight and LiPF 6 was further dissolved at a ratio of 1 mol / liter.

【0031】(比較例2)エチレンカーボネートとジエ
チルカーボネートの混合物(1:1容量比)にLiPF
6 を1モル/リットルの割合で溶解して調製した電解液
を用いた以外は実施例1と同様にしてコイン型ハーフセ
ルを作製した。次に、上記のようにして作製した実施例
1〜5及び比較例1、2のコイン型ハーフセルについ
て、25℃において、0.2mAの定電流で放電終止電
圧0V、0.4mAの定電流で充電終止電圧1.5Vで
充放電試験を行った。実施例1〜4及び比較例1の1サ
イクル目の脱ドープ容量(作用極からのリチウムの脱ド
ープ容量)と効率(脱ドープ容量/ドープ容量)を表1
に示す。ここで容量とは、作用極として使用した黒鉛重
量当りの容量を示す。またエチレンカーボネート系の電
解液は元来電解液の分解が少ないので、エチレンカーボ
ネート系の電解液を使用した実施例5と比較例2につい
ては、サイクルに伴う脱ドープ容量の変化を図1に示
す。
Comparative Example 2 LiPF was added to a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 by volume).
A coin-type half cell was produced in the same manner as in Example 1 except that an electrolytic solution prepared by dissolving 6 at a ratio of 1 mol / liter was used. Next, with respect to the coin-shaped half cells of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 manufactured as described above, at 25 ° C., at a constant current of 0.2 mA, a discharge termination voltage of 0 V, and at a constant current of 0.4 mA. A charge / discharge test was performed at a charge end voltage of 1.5 V. Table 1 shows the dedoping capacity (dedoping capacity of lithium from the working electrode) and efficiency (dedoping capacity / doping capacity) in the first cycle of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.
Shown in Here, the capacity indicates a capacity per weight of graphite used as a working electrode. In addition, since the ethylene carbonate-based electrolyte originally decomposed less of the electrolyte, the change in the undoping capacity with the cycle for Example 5 and Comparative Example 2 using the ethylene carbonate-based electrolyte is shown in FIG. .

【0032】(実施例6)正極活物質としてLiCoO
2 85重量部にカーボンブラック6重量部、ポリフッ化
ビニリデンKF−1000(呉羽化学社製、商品名)9
重量部を加え混合し、N−メチル−2−ピロリドンで分
散し、スラリー状としたものを正極集電体である厚さ2
0μmのアルミニウム箔上に均一に塗布し、乾燥後、直
径12.5mmの円盤状に打ち抜いて正極とした。負極
については実施例1で用いた作用極を使用し、電解液に
ついては、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネ
ートの混合物(1:1容量比)にD,L−ラクチドを5
重量%の割合で溶解し、更にLiPF6 を1モル/リッ
トルの割合で溶解して調製した。これらの正極、負極、
電解液を用いて、正極導電体を兼ねるステンレス鋼製の
缶体に正極を収容し、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。この缶体と負極導電
体を兼ねる封口板とを、絶縁用のガスケットを介してか
しめて密封し、コイン型電池を作製した。
Example 6 LiCoO as a positive electrode active material
2 85 parts by weight of carbon black and 6 parts by weight of polyvinylidene fluoride KF-1000 (trade name, manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.) 9
Parts by weight and mixed with each other, and dispersed with N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry.
It was uniformly coated on a 0-μm aluminum foil, dried, and then punched into a 12.5 mm diameter disk to form a positive electrode. For the negative electrode, the working electrode used in Example 1 was used. For the electrolytic solution, D, L-lactide was added to a mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 volume ratio).
% By weight, and LiPF 6 was further dissolved at a rate of 1 mol / l. These positive electrode, negative electrode,
The positive electrode was accommodated in a stainless steel can that also served as the positive electrode conductor using the electrolytic solution, and the negative electrode was mounted thereon via a separator impregnated with the electrolytic solution. The can body and the sealing plate also serving as the negative electrode conductor were caulked and sealed via an insulating gasket to produce a coin-type battery.

【0033】(比較例3)プロピレンカーボネートとジ
エチルカーボネートの混合物(1:1容量比)にLiP
6 を1モル/リットルの割合で溶解して調製した電解
液を用いたこと以外は実施例6と同様にしてコイン型電
池を作製した。これらの実施例6及び比較例3の電池を
25℃において、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。それぞれの電池における1サイクル目の負極重量当
りの放電容量と充放電効率を表2に示す。
Comparative Example 3 LiP was added to a mixture of propylene carbonate and diethyl carbonate (1: 1 by volume).
Except for using the F 6 1 mol / liter electrolyte solution prepared by dissolving at a rate of in the same manner as in Example 6 was prepared a coin-type battery. The batteries of Example 6 and Comparative Example 3 were subjected to a charge / discharge test at 25 ° C. at a constant current of 0.5 mA, a charge end voltage of 4.2 V, and a discharge end voltage of 2.5 V. Table 2 shows the discharge capacity per charge of the negative electrode and the charge / discharge efficiency in the first cycle in each battery.

【0034】[0034]

【数1】充放電効率(%)=〔(放電容量)/(充電容
量)〕×100
## EQU1 ## Charge / discharge efficiency (%) = [(discharge capacity) / (charge capacity)] × 100

【0035】比較例1、3については電解液の分解が激
しく、電池として作動しなかった。表1及び2から、式
(1)で示される構造を有するα−ヒドロキシ酸の縮合
物を含有した電解液を用いた場合の方が容量及び効率が
向上することが明らかである。 更に図1からサイクル
寿命にも優れることが明らかである。
In Comparative Examples 1 and 3, the electrolytic solution was severely decomposed and did not operate as a battery. From Tables 1 and 2, it is apparent that the capacity and efficiency are improved when the electrolytic solution containing the α-hydroxy acid condensate having the structure represented by the formula (1) is used. Further, it is clear from FIG. 1 that the cycle life is excellent.

【0036】[0036]

【表1】 [Table 1]

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】[0038]

【発明の効果】黒鉛系負極を用いた非水系電解液二次電
池の電解液の非水溶媒に、環状カーボネートと鎖状カー
ボネートを含む混合非水溶媒を使用し、更に非水溶媒中
0.1〜10重量%の割合で式(1)で示される構造を
有するα−ヒドロキシ酸の縮合物を含有することによ
り、過度の電解液の分解を抑制できる。これにより高い
容量が得られると共に、サイクル特性の優れた電池を作
製することができ、非水系電解液二次電池の小型化、高
性能化に寄与することができる。
As described above, a mixed non-aqueous solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is used as a non-aqueous solvent for an electrolyte of a non-aqueous electrolyte secondary battery using a graphite-based negative electrode. By containing a condensate of an α-hydroxy acid having a structure represented by the formula (1) at a ratio of 1 to 10% by weight, excessive decomposition of the electrolytic solution can be suppressed. As a result, a high capacity can be obtained and a battery having excellent cycle characteristics can be manufactured, which can contribute to miniaturization and high performance of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

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

【図1】本発明の実施例5及び比較例2のサイクルに伴
う脱ドープ容量の変化を示すグラフ。
FIG. 1 is a graph showing a change in dedoping capacity according to the cycles of Example 5 and Comparative Example 2 of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H003 AA02 AA04 BB01 BB02 BB04 BC06 BD00 5H014 AA02 EE05 EE08 EE10 HH00 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL02 AL06 AL07 AL12 AM03 AM05 AM07 BJ03 DJ09 EJ11 HJ02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5H003 AA02 AA04 BB01 BB02 BB04 BC06 BD00 5H014 AA02 EE05 EE08 EE10 HH00 5H029 AJ03 AJ05 AK03 AL02 AL06 AL07 AL12 AM03 AM05 AM07 BJ03 DJ09 EJ11 HJ02

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムを吸蔵・放出することが可能な
負極材として黒鉛を含む負極、正極及び非水溶媒にリチ
ウム塩を溶解してなる電解液から少なくとも構成される
非水系電解液二次電池において、非水溶媒が環状カーボ
ネート及び鎖状カーボネートを含有する混合非水溶媒で
あり、且つ非水溶媒が0.1〜10重量%の下記一般式
(1)で示される構造を有するα−ヒドロキシ酸の縮合
物を含有することを特徴とする非水系電解液二次電池。 【化1】 (式中、Rは、水素原子、炭素数1〜4のアルキル基又
は炭素数1〜4のアルコキシ基を表す)
1. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a negative electrode containing graphite as a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, a positive electrode, and an electrolytic solution obtained by dissolving a lithium salt in a non-aqueous solvent. Wherein the non-aqueous solvent is a mixed non-aqueous solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate, and the non-aqueous solvent has 0.1 to 10% by weight of α-hydroxy having a structure represented by the following general formula (1). A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising an acid condensate. Embedded image (Wherein, R represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms)
【請求項2】 混合非水溶媒の70容量%以上がカーボ
ネートであることを特徴とする請求項1に記載の非水系
電解液二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein 70% by volume or more of the mixed non-aqueous solvent is carbonate.
【請求項3】 混合非水溶媒が、アルキレン基の炭素数
が2〜4のアルキレンカーボネートからなる群から選ば
れる環状カーボネートと、アルキル基の炭素数が1〜4
であるジアルキルカーボネートからなる群から選ばれる
鎖状カーボネートとをそれぞれ20容量%以上含有し、
且つ混合非水溶媒の70容量%以上がこれらのカーボネ
ートであることを特徴とする請求項2に記載の非水系電
解液二次電池。
3. A mixed non-aqueous solvent comprising: a cyclic carbonate selected from the group consisting of alkylene carbonates having 2 to 4 carbon atoms in an alkylene group;
Containing at least 20% by volume of a chain carbonate selected from the group consisting of dialkyl carbonates,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2, wherein 70% by volume or more of the mixed non-aqueous solvent is these carbonates.
【請求項4】 負極材が、黒鉛のみからなる負極材、又
は、リチウムを吸蔵・放出することが可能な非黒鉛系炭
素、リチウム、リチウム合金、及び金属酸化物からなる
群から選ばれる少なくとも一種と黒鉛とを混合してなる
負極材であることを特徴とする請求項1ないし3のいず
れかに記載の非水系電解液二次電池。
4. The negative electrode material is at least one selected from the group consisting of a negative electrode material consisting only of graphite and a non-graphite carbon capable of inserting and extracting lithium, lithium, a lithium alloy, and a metal oxide. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the negative electrode material is a mixture of graphite and graphite.
【請求項5】 負極材が、X線回折における格子面(0
02面)のd値が0.335〜0.34nmであり、且
つ結晶子サイズ(Lc)が30nm以上の炭素材料を含
むことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載
の非水系電解液二次電池。
5. The method according to claim 1, wherein the negative electrode material has a lattice plane (0
The non-aqueous system according to any one of claims 1 to 4, wherein the d-value of the (02 plane) is 0.335 to 0.34 nm, and the carbon material has a crystallite size (Lc) of 30 nm or more. Electrolyte secondary battery.
【請求項6】 負極材が、X線回折における格子面(0
02面)のd値が0.335〜0.337nmであり、
且つ結晶子サイズ(Lc)が50nm以上の炭素材料か
らなることを特徴とする請求項5に記載の非水系電解液
二次電池。
6. The negative electrode material has a lattice plane (0
02 surface) is 0.335 to 0.337 nm,
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5, wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery is made of a carbon material having a crystallite size (Lc) of 50 nm or more.
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