JP2001057234A - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery

Info

Publication number
JP2001057234A
JP2001057234A JP11232211A JP23221199A JP2001057234A JP 2001057234 A JP2001057234 A JP 2001057234A JP 11232211 A JP11232211 A JP 11232211A JP 23221199 A JP23221199 A JP 23221199A JP 2001057234 A JP2001057234 A JP 2001057234A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous electrolyte
natural graphite
carbonate
aqueous
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
Application number
JP11232211A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akio Hibara
昭男 檜原
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.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
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 Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP11232211A priority Critical patent/JP2001057234A/en
Publication of JP2001057234A publication Critical patent/JP2001057234A/en
Pending 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the life of a battery by using an electrolyte composed of a non-aqueous solvent and lithium salt, and having a leakage current value below a specific value per a specific amount of natural graphite. SOLUTION: A non-aqueous electrolyte is composed of a non-aqueous solvent and lithium salt and has a leakage current value of below 0.25 μA per natural graphite of 1 mg. The non-aqueous electrolyte of 3 g to natural graphite of 1 g is allowed to exist in an electrochemical element composed of an electrode including natural graphite as an active material, and another electrode including metallic lithium as an active material, voltage of 0.01 V is applied thereto at 60 deg.C, and current flowing after 25 hours from the start of the application of voltage is measured as a leakage current value preferably. The non-aqueous solvent is preferably composed of 95-99.99 wt.% of cyclic carbonic ester and/or chained carbonic ester, and 0.01-5 wt.% of a compound capable of being hardly soluble in the electrolyte when it is electrochemically decomposed. A non- aqueous secondary battery consists of a negative electrode composed of a carbon material capable of doping and dedoping a lithium ion, a positive electrode and the non-aqueous electrolyte.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の技術分野】本発明は、非水電解液および非水電
解液二次電池に関し、より詳細には、電池寿命を向上さ
せた非水電解液およびそれを用いた二次電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly to a non-aqueous electrolyte having an improved battery life and a secondary battery using the same.

【0002】[0002]

【発明の技術的背景】非水電解液を用いた電池は、高電
圧かつ高エネルギー密度を有しており、また貯蔵性など
の信頼性も高いことから、民生用電子機器の電源として
広く用いられている。中でも、このような非水電解液を
用いた二次電池の代表的存在は、リチウムイオン二次電
池である。
BACKGROUND OF THE INVENTION A battery using a non-aqueous electrolyte has a high voltage, a high energy density, and a high reliability such as a storage property, so that it is widely used as a power source for consumer electronic devices. Have been. Above all, a typical secondary battery using such a non-aqueous electrolyte is a lithium ion secondary battery.

【0003】そのリチウムイオン二次電池に使われる電
解液としては、プロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネートなどの高誘電率を有するカーボネート化合物を
溶媒とし、あるいはジエチルカーボネートなどの低粘度
カーボネート化合物との混合溶媒とし、それにLiB
4、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiCF3
3、Li2SiF6などの電解質を溶解した溶液が多用さ
れている。
As an electrolytic solution used in the lithium ion secondary battery, a carbonate compound having a high dielectric constant such as propylene carbonate or ethylene carbonate is used as a solvent, or a mixed solvent with a low-viscosity carbonate compound such as diethyl carbonate is used. And LiB
F 4, LiPF 6, LiClO 4 , LiAsF 6, LiCF 3 S
A solution in which an electrolyte such as O 3 or Li 2 SiF 6 is dissolved is frequently used.

【0004】また、リチウムイオン二次電池の負極とし
ては、リチウムの吸蔵、放出が可能な炭素材料が主に用
いられており、具体的には黒鉛質炭素材料と非晶質炭素
材料とに分類されている。黒鉛質炭素材料は、その(0
02)面の面間隔が0.34nm以下の高結晶性材料で
あって、非晶質炭素材料は、(002)面の面間隔が
0.34nmを越える材料である。黒鉛質炭素材料を使
用したリチウムイオン電池は、充放電電圧の変化が小さ
い、比重が大きいため体積当たりの放電容量が大きいな
どの利点を有しており、一方非晶質炭素材料を使用した
リチウムイオン電池は、重量当たりの放電容量が大き
い、充放電サイクル特性に優れるといった利点がある。
[0004] As the negative electrode of the lithium ion secondary battery, a carbon material capable of inserting and extracting lithium is mainly used. Specifically, it is classified into a graphitic carbon material and an amorphous carbon material. Have been. The graphitic carbon material has its (0
The (02) plane is a highly crystalline material having a plane spacing of 0.34 nm or less, and the amorphous carbon material is a material having a (002) plane spacing of more than 0.34 nm. A lithium ion battery using a graphitic carbon material has advantages such as a small change in charge / discharge voltage, a large specific capacity and a large discharge capacity per volume, and a lithium ion battery using an amorphous carbon material. The ion battery has advantages such as a large discharge capacity per weight and excellent charge / discharge cycle characteristics.

【0005】このような電解液と負極とを使用した電池
では、初回充電時に溶媒の還元分解反応がおこり易く、
その時の充放電効率が低下しがちである。特に、黒鉛な
どの高結晶性炭素材料を負極に使用し、非水溶媒として
プロピレンカーボネートや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激しく起こり、リ
チウムイオンの黒鉛への挿入反応がほとんど進行しない
ことがある。
[0005] In a battery using such an electrolytic solution and a negative electrode, a reductive decomposition reaction of a solvent is likely to occur at the time of initial charging,
The charge / discharge efficiency at that time tends to decrease. In particular, when a highly crystalline carbon material such as graphite is used for the negative electrode, and propylene carbonate or butylene carbonate is used as the non-aqueous solvent, the reductive decomposition reaction of the solvent occurs vigorously during charging, and the insertion reaction of lithium ions into the graphite hardly occurs. May not progress.

【0006】このために、非水溶媒として常温では固体
であるが、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した
り、電解液中のプロピレンカーボネートの含有量を制限
する等の処方がとられている。それによって非水溶媒の
還元分解反応が抑えられ、初回充放電時の充放電効率の
改良が図られてきた。しかし、高温保存や充放電サイク
ルを繰り返した場合に起こりやすい、微少な還元分解反
応に起因すると思われる電池寿命の低下に対しても対策
が求められている。
For this reason, ethylene carbonate which is solid at room temperature as a non-aqueous solvent, but in which reductive decomposition reaction does not easily occur continuously, is mixed with propylene carbonate, or the content of propylene carbonate in the electrolyte is restricted. The prescription is taken. Thereby, the reductive decomposition reaction of the non-aqueous solvent is suppressed, and the charge / discharge efficiency at the time of the first charge / discharge has been improved. However, there is a need for a countermeasure against a reduction in battery life which is likely to be caused by a minute reductive decomposition reaction, which is likely to occur when a high-temperature storage or charge / discharge cycle is repeated.

【0007】電池の高温保存特性や充放電サイクル特性
を向上させる方法として、電解質に各種の添加剤を加え
る方法が提案されている。一般に、電極上での電解液の
電気分解反応量は非常に微少であるのに対して、電気分
解反応と同時に並列して起こる電極への充放電反応量は
非常に大きいので、電気分解反応による分解電流は充放
電反応電流に埋もれてしまい、電気化学的安定性を評価
するサイクリックボルタンメトリー等の通常の方法で
は、電極上での微少な電気分解反応を正確に測定するこ
とはできない。従って、どのような種類の添加剤がいか
なる作用で電極上の微少な電気分解反応を抑制し、電池
の高温保存特性や充放電サイクル特性を向上させるの
か、未だ何も知られていないのが現状である。
As a method for improving the high-temperature storage characteristics and charge / discharge cycle characteristics of a battery, a method of adding various additives to an electrolyte has been proposed. In general, the amount of electrolytic reaction of an electrolytic solution on an electrode is very small, while the amount of charge / discharge reaction to an electrode that occurs in parallel with the electrolytic reaction is very large. The decomposition current is buried in the charge / discharge reaction current, and a normal method such as cyclic voltammetry for evaluating electrochemical stability cannot accurately measure a minute electrolysis reaction on an electrode. Therefore, it is unknown at present what kind of additives can suppress the slight electrolysis reaction on the electrode and improve the high-temperature storage characteristics and the charge-discharge cycle characteristics of the battery by what effect. It is.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、電池
の高温保存特性等を改良した非水電解液を提供するこ
と、およびその非水電解液を使用して電池寿命を向上さ
せた二次電池の提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a non-aqueous electrolyte having improved high-temperature storage characteristics and the like of a battery, and a secondary battery having an improved battery life using the non-aqueous electrolyte. The purpose is to provide batteries.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、非水
溶媒とリチウム塩とを含む非水電解液であって、その非
水電解液は次の測定方法で求められる漏れ電流値が天然
黒鉛1mg当たり0.25μA以下である非水電解液に
関する。
That is, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent and a lithium salt, wherein the non-aqueous electrolyte has a natural graphite having a leakage current value determined by the following measuring method. It relates to a non-aqueous electrolyte having a concentration of 0.25 μA or less per 1 mg.

【0010】[漏れ電流値の測定方法]天然黒鉛を活物質
とする電極、金属リチウムを活物質とする他方の電極と
から構成される電気化学素子中に、非水電解液を天然黒
鉛1gに対して3gを介在させ、この素子に60℃で
0.01Vを印加し、電圧印加開始から25時間後に流
れる電流値を測定し、その値を漏れ電流値とする。
[Measurement Method of Leakage Current Value] A non-aqueous electrolytic solution was added to 1 g of natural graphite in an electrochemical element comprising an electrode using natural graphite as an active material and the other electrode using metallic lithium as an active material. With 3 g interposed therebetween, 0.01 V is applied to the device at 60 ° C., and the value of the current flowing 25 hours after the start of voltage application is measured, and the value is defined as the leakage current value.

【0011】前記の非水溶媒としては、環状炭酸エステ
ルおよび/または鎖状炭酸エステルと、ジビニルエチレ
ンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、無水マ
レイン酸、無水フタル酸、フェニレンジ(メチルカーボ
ネート)、ジビニルスルホン、イソシアヌル酸トリカル
ボキシエチル、イソシアヌル酸トリ(アクリロイロキシ
エチル)のような電気化学的に分解された時に電解液に
難溶性になる化合物とから構成されていることが好まし
い。また、電解液に溶解するリチウム塩としては、Li
PF6、LiBF4等が望ましく、その濃度は0.1〜3
(モル/l)の範囲が好ましい。
The above-mentioned non-aqueous solvents include cyclic carbonates and / or chain carbonates, divinylethylene carbonate, vinylethylene carbonate, maleic anhydride, phthalic anhydride, phenylene (methyl carbonate), divinyl sulfone, isocyanurate and the like. It is preferable to use a compound such as tricarboxyethyl acid or tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, which is hardly soluble in the electrolytic solution when electrochemically decomposed. Lithium salts dissolved in the electrolyte include Li
PF 6 , LiBF 4 or the like is desirable, and its concentration is 0.1 to 3
(Mol / l) is preferable.

【0012】また本発明は、リチウムイオンをドーピン
グ・脱ドーピングできる炭素材料からなる負極と、正極
と、前記の非水電解液とを含む非水電解液二次電池に関
するものである。
The present invention also relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode made of a carbon material capable of doping and undoping lithium ions, a positive electrode, and the above-mentioned non-aqueous electrolyte.

【0013】[0013]

【発明の具体的説明】次に本発明に係わる非水電解液お
よびそれを用いた二次電池の各構成について具体的に説
明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Next, the nonaqueous electrolytic solution according to the present invention and each structure of a secondary battery using the same will be specifically described.

【0014】非 水 電 解 液 本発明に係わる非水電解液は、非水溶媒と電解質として
のリチウム塩とを含有する電解液であって、この非水電
解液を後述する方法で測定した時に観測される漏れ電流
値が、天然黒鉛1mg当たり0.25μA以下、好まし
くは0.20μA以下、より好ましくは0.15μA以
下であることが望ましい。
[0014] Non-aqueous electrolytic solution present invention related to non-aqueous electrolyte solution is an electrolyte containing a nonaqueous solvent and a lithium salt as an electrolyte, when measured by a method described later to the non-aqueous electrolyte solution It is desirable that the observed leakage current value is 0.25 μA or less, preferably 0.20 μA or less, more preferably 0.15 μA or less per mg of natural graphite.

【0015】正極と負極と非水電解液とからなる電気化
学素子に一定電圧を印加した時に流れる電流は、電気化
学素子の充放電反応に消費される電流と、電極上での非
水溶媒の電気分解に消費される電流に大別されるが、電
気化学素子に一定電圧を印加しつづける時間を長くする
と、充放電に消費される電流値は徐々に小さくなり、近
似的に0に近づく。従って、一定時間、一定電圧を印加
しつづけた後に測定される電流値は、電極上での非水溶
媒の電気分解に消費される電流値にほぼ相当してくる。
The current flowing when a constant voltage is applied to the electrochemical element composed of the positive electrode, the negative electrode and the non-aqueous electrolyte depends on the current consumed in the charge / discharge reaction of the electrochemical element and the current consumed by the non-aqueous solvent on the electrode. The current is roughly divided into the current consumed in the electrolysis. However, if the time during which a constant voltage is continuously applied to the electrochemical element is extended, the value of the current consumed in the charging / discharging gradually decreases and approaches zero. Therefore, the current value measured after the constant voltage is continuously applied for a certain period of time substantially corresponds to the current value consumed for electrolysis of the non-aqueous solvent on the electrode.

【0016】従って、前記した電流値は、電池中での充
放電電流が近似的に0に近づいた時の値であって、その
電流値が0.25μA/mg以下であると、電池中での
非水溶媒の分解が抑制され、かつ電池特性に悪影響を与
える余分な副反応が起こりにくくなっており、その結果
電池の高温保存特性や充放電サイクル特性などが改良さ
れ、電池寿命が向上する。それ故に、このような非水電
解液は一次電池、二次電池用の電解液として好適であ
る。この明細書では、この電流値を以降「漏れ電流値」
と呼ぶ。
Therefore, the above-mentioned current value is a value when the charging / discharging current in the battery has approximately approached 0, and if the current value is 0.25 μA / mg or less, the Decomposition of the non-aqueous solvent is suppressed, and extra side reactions that adversely affect battery characteristics are less likely to occur. As a result, the high-temperature storage characteristics and charge / discharge cycle characteristics of the battery are improved, and the battery life is improved. . Therefore, such a non-aqueous electrolyte is suitable as an electrolyte for primary batteries and secondary batteries. In this specification, this current value is hereinafter referred to as “leakage current value”.
Call.

【0017】漏れ電流値は、次に記す装置を用いて測定
される。すなわち、電気化学素子を構成する一方の電極
として、天然黒鉛を活物質とする電極を用意する。天然
黒鉛としては、例えば中越黒鉛製造所製の商品名LF−
18Aが使用でき、そしてその天然黒鉛量は15mg以
上とし、電極の目付け量は10〜15mg/cm2程度
とする。なお使用する天然黒鉛は、表面処理を施したも
のは適切ではなく、また電気化学セルとして2週間以上
の長期保存をしたり、20サイクル以上充放電操作を繰
り返したり、高温保存テストを行ったものから再使用す
ることも適切ではない。
The value of the leakage current is measured using the following device. That is, an electrode using natural graphite as an active material is prepared as one electrode constituting an electrochemical element. As natural graphite, for example, trade name LF- manufactured by Chuetsu Graphite Works, Ltd.
18A can be used, the amount of natural graphite is 15 mg or more, and the basis weight of the electrode is about 10 to 15 mg / cm 2 . The natural graphite used is not suitable if it has been subjected to a surface treatment. It has been subjected to long-term storage of 2 weeks or more as an electrochemical cell, repeated charge / discharge operations for 20 cycles or more, and subjected to a high-temperature storage test. It is not appropriate to re-use it.

【0018】もう一方の電極として、金属リチウムを活
物質とする電極を用意する。両電極との間には、非水電
解液を含浸させた電気絶縁性の多孔膜を介在させると、
測定用の電気化学素子が出来上がる。非水電解液には、
電解質であるLiPF6が非水溶媒に0.5〜2、好ま
しくは0.7〜1.5(モル/l)の濃度で溶解してい
る。ここで、電極と非水電解液との重量比率は、天然黒
鉛1に対して非水電解液2〜4とする。
An electrode using metallic lithium as an active material is prepared as the other electrode. When an electrically insulating porous film impregnated with a non-aqueous electrolyte is interposed between the two electrodes,
An electrochemical device for measurement is completed. Non-aqueous electrolytes include
LiPF 6 as an electrolyte is dissolved in a nonaqueous solvent at a concentration of 0.5 to 2, preferably 0.7 to 1.5 (mol / l). Here, the weight ratio between the electrode and the non-aqueous electrolyte is 1 to 2 for the natural graphite.

【0019】このようにして製作された電気化学素子
に、予めエージングしてから、60℃で0.01Vを印
加し、25時間印加を継続する。印加と共にこの電気化
学素子に流れる電流値、すなわち漏れ電流値は、図3に
その一例を示したように徐々に減少し、15時間を越え
るとほぼ一定値になる。従って、漏れ電流の測定は、6
0℃で0.01Vを印加し、印加開始から25時間後の
測定値を求め、その測定値(μA)を天然黒鉛1mg当
たりの値に換算し、その換算値を漏れ電流値(μA/m
g)とする。
After aging the electrochemical device thus manufactured in advance, 0.01 V is applied at 60 ° C., and the application is continued for 25 hours. The current value flowing through the electrochemical element upon application, that is, the leakage current value, gradually decreases as shown in an example in FIG. 3, and becomes substantially constant after 15 hours. Therefore, the measurement of leakage current is 6
A voltage of 0.01 V was applied at 0 ° C., a measured value 25 hours after the start of application was obtained, the measured value (μA) was converted to a value per 1 mg of natural graphite, and the converted value was used as a leakage current value (μA / m
g).

【0020】非水電解液の構成 本発明に係わる非水電解液は、非水溶媒にリチウム塩を
溶解させ、それが電解質として作用する電解液であっ
て、使用される非水電解液は、前述の漏れ電流値が天然
黒鉛1mg当たり0.25μA以下に測定されるもので
ある。
Structure of Nonaqueous Electrolyte The nonaqueous electrolyte according to the present invention is an electrolyte in which a lithium salt is dissolved in a nonaqueous solvent and which acts as an electrolyte. The above leakage current value is measured to be 0.25 μA or less per 1 mg of natural graphite.

【0021】電解質として使用可能なリチウム塩として
は、LiF、LiCl、LiBr、LiI、Li2
4、LiOH、LiSO3CH3、LiSO364CH
3、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、Li2
SiF6、LiC49SO3、LiC817SO3などのリチ
ウム塩が挙げられる。
The lithium salt usable as the electrolyte includes LiF, LiCl, LiBr, LiI, Li 2 S
O 4 , LiOH, LiSO 3 CH 3 , LiSO 3 C 6 H 4 CH
3 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li 2
Lithium salts such as SiF 6 , LiC 4 F 9 SO 3 , and LiC 8 F 17 SO 3 are exemplified.

【0022】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。LiOSO28、LiN(SO2
9)(SO210)、LiC(SO211)(SO
212)(SO213)、LiN(SO2OR14)(SO2
OR15)(ここで、R8〜R15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種以上を組み合わせ、混合して使用し
てもよい。
Further, a lithium salt represented by the following general formula can also be used. LiOSO 2 R 8 , LiN (SO 2
R 9 ) (SO 2 R 10 ), LiC (SO 2 R 11 ) (SO
2 R 12 ) (SO 2 R 13 ), LiN (SO 2 OR 14 ) (SO 2
OR 15 ) (where R 8 to R 15 may be the same or different and are perfluoroalkyl groups having 1 to 6 carbon atoms). These lithium salts may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

【0023】これらの内、LiPF6、LiBF4、LiO
SO28、LiN(SO29)(SO 210)、LiC
(SO211)(SO212)(SO213)、LiN(S
2OR1 4)(SO2OR15)が好ましく、さらには、L
iPF6、LiBF4が最も好ましく使用される。
Of these, LiPF6, LiBFFour, LiO
SOTwoR8, Lin (SOTwoR9) (SO TwoRTen), LiC
(SOTwoR11) (SOTwoR12) (SOTwoR13), LiN (S
OTwoOR1 Four) (SOTwoORFifteen) Is preferable, and furthermore, L
iPF6, LiBFFourIs most preferably used.

【0024】非水溶媒としては、炭酸エステルの他、
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カルボン酸エステル、 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
リドンなどの環状ウレア等の溶媒や、これらの混合物を
使用することができる。
As the non-aqueous solvent, besides carbonate ester,
Methyl formate, ethyl formate, propyl formate, methyl acetate,
Chain carboxylic acid esters such as ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate; phosphate esters such as trimethyl phosphate; chain ethers such as dimethoxyethane; cyclic ethers such as tetrahydrofuran; amides such as dimethylformamide;
Chain carbamates such as methyl-N, N-dimethyl carbamate; cyclic esters such as γ-butyrolactone;
Solvents such as cyclic sulfones such as sulfolane, cyclic carbamates such as N-methyloxazolidinone, cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, cyclic ureas such as N, N-dimethylimidazolidone, and mixtures thereof can be used.

【0025】これらの非水溶媒の中でも、電気化学的安
定性の点から、炭酸エステルまたは鎖状カルボン酸エス
テルが望ましく、さらには、環状炭酸エステルや鎖状炭
酸エステルであることが望ましい。環状炭酸エステルの
例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボ
ネート、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などが挙げられる。鎖
状炭酸エステルとしては、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。
Among these non-aqueous solvents, from the viewpoint of electrochemical stability, a carbonic acid ester or a chain carboxylic acid ester is preferable, and a cyclic carbonic acid ester or a chain carbonic acid ester is more preferable. Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate,
2,3-pentylene carbonate and the like. Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, and ethyl propyl carbonate.

【0026】環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルと
は、両者を混合して使用することが望ましく、その時の
混合割合は、重量%で表して、環状炭酸エステル:鎖状
炭酸エステルが5:95〜95:5、好ましくは20:
80〜60:40である。
The cyclic carbonate and the chain carbonate are desirably used as a mixture of the two, and the mixing ratio at that time is expressed by weight%, and the ratio of cyclic carbonate: chain carbonate is 5:95 to 95: 5, preferably 20:
80 to 60:40.

【0027】また、本発明に係わる非水電解液には、前
記の非水溶媒に加えて、溶媒に可溶性の少量の添加剤を
混合することが望ましい。そのような添加剤としては、
電気化学的に分解された時に電解液に難溶性になる化合
物であって、例えば、炭素−炭素二重結合のような多重
結合を有する不飽和化合物や、イソシアヌル酸エステル
類のように分子内に複数の反応点を有する化合物等を好
適に使用することができる。
It is preferable that the non-aqueous electrolyte according to the present invention contains, in addition to the non-aqueous solvent, a small amount of an additive soluble in the solvent. Such additives include:
A compound that becomes poorly soluble in an electrolytic solution when electrochemically decomposed, for example, an unsaturated compound having a multiple bond such as a carbon-carbon double bond, or an intramolecular compound such as isocyanurate. A compound having a plurality of reaction points can be suitably used.

【0028】具体例として、次の化合物を挙げることが
できる。 (a)ジビニルエチレンカーボネート、ビニルエチレン
カーボネート、アクリロイロキシメチルエチレンカーボ
ネート、メタクリロイロキシメチルエチレンカーボネー
ト、フェニレンジ(メチルカーボネート)のような二重
結合を有する不飽和カーボネート化合物 (b)マレイン酸、無水マレイン酸、N−エチルマレイ
ミド、フタル酸、無水フタル酸、スルホレン、ジビニル
スルホンのような不飽和化合物
The following compounds can be mentioned as specific examples. (A) an unsaturated carbonate compound having a double bond such as divinylethylene carbonate, vinylethylene carbonate, acryloyloxymethylethylene carbonate, methacryloyloxymethylethylene carbonate, or phenylene (methyl carbonate); (b) maleic acid, anhydride Unsaturated compounds such as maleic acid, N-ethylmaleimide, phthalic acid, phthalic anhydride, sulfolene, divinyl sulfone

【0029】(c)イソシアヌル酸トリカルボキシエチ
ル、イソシアヌル酸トリ(メトキシカルボニルエチ
ル)、イソシアヌル酸トリ(エトキシカルボニルエチ
ル)、イソシアヌル酸トリアルキル(アルキル基:メチ
ル、エチル、プロピル)、イソシアヌル酸トリ(トリメ
トキシシリルプロピル)、イソシアヌル酸トリ(ヒドロ
キシエチル)、イソシアヌル酸トリ(グリシジル)、イ
ソシアヌル酸トリ(アクリロイロキシエチル)、イソシ
アヌル酸トリ(メタクリロイロキシエチル)、イソシア
ヌル酸トリビニル、イソシアヌル酸トリアリル、イソシ
アヌル酸トリフェニルのようなイソシアヌル酸エステル
(C) Tricarboxyethyl isocyanurate, tri (methoxycarbonylethyl) isocyanurate, tri (ethoxycarbonylethyl) isocyanurate, trialkyl isocyanurate (alkyl groups: methyl, ethyl, propyl), tri (isocyanurate) Methoxysilylpropyl), tri (hydroxyethyl) isocyanurate, tri (glycidyl) isocyanurate, tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate, tri (methacryloyloxyethyl) isocyanurate, trivinyl isocyanurate, triallyl isocyanurate, isocyanuric acid Isocyanuric esters such as triphenyl

【0030】これらの中でも、ジビニルエチレンカーボ
ネート、ビニルエチレンカーボネート、無水マレイン
酸、無水フタル酸、フェニレンジ(メチルカーボネー
ト)、ジビニルスルホン、イソシアヌル酸トリカルボキ
シエチル、イソシアヌル酸トリ(アクリロイロキシエチ
ル)が好ましい。
Of these, divinylethylene carbonate, vinylethylene carbonate, maleic anhydride, phthalic anhydride, phenylene (methyl carbonate), divinyl sulfone, tricarboxyethyl isocyanurate, and tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate are preferred. .

【0031】これらの添加剤は、非水電解液中に、非水
溶媒95〜99.99重量%、添加剤0.01〜5重量
%の割合になるよう添加混合されることが望ましい。こ
の範囲内にあると、漏れ電流値を減少させる効果が表わ
れ、電池の高温保存特性や充放電サイクルを向上させる
ことができる。
It is desirable that these additives are added and mixed in the non-aqueous electrolyte so as to have a ratio of 95 to 99.99% by weight of the non-aqueous solvent and 0.01 to 5% by weight of the additives. Within this range, the effect of reducing the leakage current value is exhibited, and the high-temperature storage characteristics and charge / discharge cycle of the battery can be improved.

【0032】電解質としてのリチウム塩は前記の添加剤
を含む非水溶媒中に溶解され、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
度範囲に調製され、使用される。非水電解液には、必要
に応じて、安定剤等の添加物を適宜加えることができ
る。
The lithium salt as an electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent containing the above-mentioned additive, and has a concentration of 0.1 to 3 (mol / l), preferably 0.5 to 2 (mol / l). Prepared and used. If necessary, additives such as a stabilizer can be appropriately added to the non-aqueous electrolyte.

【0033】これまでに説明した非水電解液は、リチウ
ム塩を非水溶媒に溶解した溶液状態で使用することがリ
チウムイオン伝導度を高くする上で望ましく、その溶液
を多孔性不溶性高分子に含浸した状態で使用しても、あ
るいはその電解液で高分子物質を膨潤させたゲル高分子
電解質の状態で使用しても、さらにはアルミナ、シリカ
などの無機担持体に含浸した状態で使用してもよい。
The above-described non-aqueous electrolyte is desirably used in the form of a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent in order to increase lithium ion conductivity, and the solution is converted into a porous insoluble polymer. It can be used in the state of being impregnated, or in the form of a gel polymer electrolyte in which a polymer substance is swollen with the electrolytic solution, or in the state of being impregnated in an inorganic carrier such as alumina or silica. You may.

【0034】二 次 電 池 本発明に係わる二次電池は、負極活物質としてリチウム
イオンのドープ、脱ドープが可能な炭素材料を含む負極
と、正極と、前述の非水電解液とから構成されている。
The secondary battery according to the secondary batteries present invention, doping of lithium ions as a negative electrode active material, a negative electrode containing a carbon material capable of dedoping, a positive electrode, is composed of a non-aqueous electrolyte described above ing.

【0035】負極活物質としては、リチウムイオンのド
ープ、脱ドープが可能な炭素材料が使用され、その中で
望ましい炭素材料としては、大別して黒鉛質炭素材料と
非晶質炭素材料とに分類される。黒鉛質炭素材料は、そ
の(002)面の面間隔が0.34nm以下の結晶性の
高い炭素からなる材料であり、非晶質炭素材料は、(0
02)面の面間隔が0.34nmを超える材料である。
特に、黒鉛質炭素材料を使用した場合には漏れ電流を減
少させる効果が高く、具体的には、天然黒鉛、メソフェ
ーズカーボンファイバー、メソフェーズカーボンマイク
ロビーズ、その他種々の炭素を含む基質を2000℃以
上で焼成したもの、熱分解黒鉛などが挙げられる。
As the negative electrode active material, a carbon material capable of being doped with and dedoped with lithium ions is used. Among them, desirable carbon materials are roughly classified into a graphitic carbon material and an amorphous carbon material. You. The graphitic carbon material is a material made of highly crystalline carbon having a (002) plane spacing of 0.34 nm or less, and the amorphous carbon material is (0)
02) A material having a plane spacing of more than 0.34 nm.
In particular, when a graphitic carbon material is used, the effect of reducing leakage current is high. Specifically, natural graphite, mesophase carbon fiber, mesophase carbon microbeads, and other substrates containing various carbons are heated at 2000 ° C. or more. Examples include fired products and pyrolytic graphite.

【0036】また正極を構成する正極活物質としては、
リチウムと遷移金属とからなる複合酸化物、例えばLi
CoO2、LiMnO2、LiMn24、LiNiO2
LiNiXCo(1-X)2、あるいは遷移金属酸化物や硫
化物、例えばMoS2、V25、TiO2、MnO2、あ
るいは導電性高分子、例えばポリアニリン−ジスルフィ
ド化合物を用いることができる。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。
As the positive electrode active material constituting the positive electrode,
A composite oxide composed of lithium and a transition metal, for example, Li
CoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 ,
LiNi X Co (1-X) O 2 , or a transition metal oxide or sulfide such as MoS 2 , V 2 O 5 , TiO 2 , MnO 2 , or a conductive polymer such as a polyaniline-disulfide compound may be used. it can. In particular, a composite oxide composed of lithium and a transition metal is preferable.

【0037】このような材料を用いた非水電解液二次電
池は、円筒型、コイン型、シート型、あるいは角型等の
形状に成形して使用することができる。代表例として円
筒型非水電解液二次電池を説明する。図1にその構造を
示すように、この電池は、負極集電体9に負極活物質を
塗布してなる負極1と、正極集電体10に正極活物質を
塗布してなる正極2とを、非水電解液が注入されたセパ
レータ3を介して巻回し、この巻回体の上下に絶縁板4
を載置した状態で電池缶5に収納したものである。電池
缶5には、電池蓋7が封ロガスケット6を介してかしめ
ることにより取り付けられ、それぞれ負極リード11お
よび正極リード12を介して負極1あるいは正極2と電
気的に接続され、電池の負極あるいは正極として機能し
ている。
A non-aqueous electrolyte secondary battery using such a material can be used after being formed into a cylindrical, coin, sheet, or square shape. A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery will be described as a representative example. As shown in FIG. 1, the battery includes a negative electrode 1 formed by applying a negative electrode active material to a negative electrode current collector 9 and a positive electrode 2 formed by applying a positive electrode active material to a positive electrode current collector 10. Is wound through a separator 3 into which a non-aqueous electrolyte is injected.
Is stored in the battery can 5 with the. A battery lid 7 is attached to the battery can 5 by caulking via a sealing gasket 6, and is electrically connected to the negative electrode 1 or the positive electrode 2 via a negative electrode lead 11 and a positive electrode lead 12, respectively. Alternatively, it functions as a positive electrode.

【0038】図1では、セパレータ3として多孔性の膜
を使用しているが、電解質として、非水電解液で高分子
物質を膨潤させたゲル高分子電解質の場合や、非水電解
液をアルミナ、シリカなどの無機担持体に含浸させたも
のの場合は、必ずしもセパレータは必要でない。
In FIG. 1, a porous membrane is used as the separator 3. However, as the electrolyte, a gel polymer electrolyte in which a polymer substance is swollen with a non-aqueous electrolyte, or a non-aqueous electrolyte In the case of impregnating an inorganic carrier such as silica or the like, a separator is not necessarily required.

【0039】この電池では、正極リード12は、電流遮
断用薄板8を介して電池蓋7との電気的接続が図られて
いる。電池内部の圧力が上昇すると、電流遮断用薄板8
が押し上げられて変形し、正極リード12が上記薄板8
と溶接された部分を残して切断され、電流が遮断される
ようなっている。
In this battery, the positive electrode lead 12 is electrically connected to the battery lid 7 via the current interrupting thin plate 8. When the pressure inside the battery rises, the current interrupting thin plate 8
Is pushed up and deformed, and the positive electrode lead 12
It is cut off leaving a welded part, and the current is cut off.

【0040】図2は、コイン型非水電解液二次電池の例
である。この電池では、円盤状負極13、円盤状正極1
4、非水電解液を含むセパレータ15、アルミニウムま
たはステンレスの板17、およびバネ20が、負極1
3、セパレータ15、正極14、アルミニウムまたはス
テンレスの板17、バネ20の順序で積層されている。
各部品は、この積層状態で電池缶16に収納され、電池
缶蓋19がガスケット18を介してかしめることにより
取り付けられている。負極13、セパレータ15、正極
14としては、前記と同様のものが使用される。また電
池缶16、電池缶蓋19、バネ20は、電解液で腐食さ
れにくいステンレスなどの材質のものが使用される。
FIG. 2 shows an example of a coin-type non-aqueous electrolyte secondary battery. In this battery, the disc-shaped negative electrode 13 and the disc-shaped positive electrode 1
4. The separator 15 containing the non-aqueous electrolyte, the aluminum or stainless steel plate 17 and the spring 20
3, a separator 15, a positive electrode 14, an aluminum or stainless steel plate 17, and a spring 20 are stacked in this order.
Each component is accommodated in the battery can 16 in this stacked state, and the battery can lid 19 is attached by caulking via a gasket 18. As the negative electrode 13, the separator 15, and the positive electrode 14, the same as those described above are used. The battery can 16, the battery can lid 19, and the spring 20 are made of a material such as stainless steel which is hardly corroded by the electrolytic solution.

【0041】[0041]

【実施例】次に実施例を通して本発明を具体的に説明す
るが、本発明はそれら実施例により何ら限定されるもの
ではない。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0042】まず、天然黒鉛電極およびLiCoO2
極を作製し、それを用いてLi−天然黒鉛電池およびL
iCoO2−天然黒鉛電池を作製し、それぞれの電池に
付いて漏れ電流値および高温保存特性を測定した。
First, a natural graphite electrode and a LiCoO 2 electrode were prepared, and a Li-natural graphite battery and L
An iCoO 2 -natural graphite battery was prepared, and the leakage current value and the high-temperature storage characteristics of each battery were measured.

【0043】<天然黒鉛電極の作製>黒鉛質炭素材料と
して、天然黒鉛(中越黒鉛社製品、LF−18A)を準
備し、この天然黒鉛粉末87重量部と結着剤のポリフッ
化ビニリデン(PVDF)13重量部とを混合し、溶剤
のN−メチルピロリジノンに分散させ、天然黒鉛合剤ス
ラリーを調製した。この負極合剤スラリーを厚さ18μ
mの帯状銅箔製の集電体に塗布し、乾燥させた後、圧縮
成形し、これを直径14mmの円盤状に打ち抜いて、コ
イン状の天然黒鉛電極を得た。この天然黒鉛電極合剤の
厚さは110μm、重量は20mg/φ14mmであっ
た。
<Preparation of natural graphite electrode> Natural graphite (manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd., LF-18A) was prepared as a graphitic carbon material, and 87 parts by weight of the natural graphite powder and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder were prepared. 13 parts by weight and dispersed in N-methylpyrrolidinone as a solvent to prepare a natural graphite mixture slurry. This negative electrode mixture slurry has a thickness of 18 μm.
m, and applied to a current collector made of a strip-shaped copper foil, dried, compression-molded, and punched into a disk having a diameter of 14 mm to obtain a coin-shaped natural graphite electrode. This natural graphite electrode mixture had a thickness of 110 μm and a weight of 20 mg / φ14 mm.

【0044】<LiCoO2電極の作製>LiCoO
2(本荘FMCエナジーシステムズ社製品、HLC−2
1)90重量部、導電材としての黒鉛6重量部、アセチ
レンブラック1重量部、および結着剤としてのポリフッ
化ビニリデン(PVDF)3重量部とを混合し、溶剤の
N−メチルピロリジノンに分散させ、LiCoO2合剤
スラリーを調製した。このLiCoO2合剤スラリーを
厚さ20μmのアルミ箔に塗布し、乾燥させた後、圧縮
成形し、これを直径13mmの円盤状に打ち抜いて、L
iCoO2電極を作製した。LiCoO2合剤の厚さは9
0μm、重量は35mg/φ13mmであった。
<Preparation of LiCoO 2 electrode> LiCoO
2 (Honjo FMC Energy Systems, HLC-2
1) 90 parts by weight, 6 parts by weight of graphite as a conductive material, 1 part by weight of acetylene black, and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder are mixed and dispersed in N-methylpyrrolidinone as a solvent. , LiCoO 2 mixture slurry was prepared. This LiCoO 2 mixture slurry is applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, compression-molded, and punched into a disk having a diameter of 13 mm.
An iCoO 2 electrode was produced. The thickness of the LiCoO 2 mixture is 9
0 μm, and the weight was 35 mg / φ13 mm.

【0045】<Li−天然黒鉛電池の作製>図2に示し
たコイン型電池を作製した。すなわち、直径14mmの
天然黒鉛電極14、直径16mmで厚さ0.3mmの金
属リチウム箔13、および厚さ25μm、直径19mm
の微多孔性ポリプロピレンフィルム製のセパレータ15
を、ステンレス製の2032サイズの電池缶16に、金
属リチウム箔13、セパレータ15、天然黒鉛電極14
の順序に積層した。
<Production of Li-Natural Graphite Battery> A coin-type battery shown in FIG. 2 was produced. That is, a natural graphite electrode 14 having a diameter of 14 mm, a metal lithium foil 13 having a diameter of 16 mm and a thickness of 0.3 mm, and a thickness of 25 μm and a diameter of 19 mm
15 made of microporous polypropylene film
Into a 2032 stainless steel battery can 16, a metal lithium foil 13, a separator 15, and a natural graphite electrode 14.
In this order.

【0046】その後、セパレータ15に非水電解液0.
05mlを注入し、さらに厚さ1.5mm、直径15.
5mmのステンレス製の板17、およびバネ20を電池
缶16に収納した。最後にポリプロピレン製のガスケッ
ト18を介して、電池缶蓋19をかしめることにより、
電池内の気密性を保持し、直径20mm、高さ3.2m
mのコイン型Li−天然黒鉛電池を作製した。
Thereafter, the non-aqueous electrolytic solution 0.1.
05 ml, further 1.5 mm thick and 15.
The 5 mm stainless steel plate 17 and the spring 20 were housed in the battery can 16. Finally, by caulking the battery can lid 19 via the gasket 18 made of polypropylene,
Maintains airtightness inside the battery, diameter 20mm, height 3.2m
m coin-shaped Li-natural graphite batteries were produced.

【0047】<LiCoO2−天然黒鉛電池の作製>直
径13mmのLiCoO2電極14、直径14mmの天
然黒鉛電極13、および厚さ25μm、直径16mmの
微多孔性ポリプロピレンフィルム製のセパレータ15
を、ステンレス製の2032サイズの電池缶16に、天
然黒鉛電極13、セパレータ15、LiCoO2電極1
4の順序に積層した。
<Preparation of LiCoO 2 -Natural Graphite Battery> A LiCoO 2 electrode 13 having a diameter of 13 mm, a natural graphite electrode 13 having a diameter of 14 mm, and a separator 15 made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm and a diameter of 16 mm
The natural graphite electrode 13, the separator 15, the LiCoO 2 electrode 1
No. 4 was laminated.

【0048】その後、セパレータ15に非水電解液0.
03mlを注入し、さらに厚さ1.2mm、直径16m
mのアルミニウム製の板17、およびバネ20を電池缶
16に収納した。最後にポリプロピレン製のガスケット
18を介して、電池缶蓋19をかしめることにより、電
池内の気密性を保持し、直径20mm、高さ3.2mm
のコイン型LiCoO2−天然黒鉛電池を作製した。
Then, the non-aqueous electrolytic solution 0.1.
Inject 03ml, further thickness 1.2mm, diameter 16m
The aluminum plate 17 and the spring 20 were accommodated in the battery can 16. Finally, the battery can lid 19 is caulked via a polypropylene gasket 18 to maintain the airtightness of the battery, and has a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm.
Coin type LiCoO 2 -natural graphite battery was manufactured.

【0049】<漏れ電流値の測定>Li−天然黒鉛電池
の漏れ電流値測定に先立ち、次に記す条件でエージング
を行った。エージング条件は、約0.6mA/cm2
電流密度で0Vまで放電した後0Vに保持して全放電時
間を10時間とし、その後約0.6mA/cm2の電流
密度で1.2Vまで充電してから1.2Vに保持して全
充電時間を10時間とする。次に、約1.2mA/cm
2の電流密度で0Vまで放電した後0Vに保持して全放
電時間を5時間とし、その後約1.2mA/cm2の電
流密度で1.2Vまで充電してから1.2Vに保持して
全充電時間を5時間とする充放電操作を1サイクルとし
て、この操作のみ2サイクル行った。
<Measurement of Leakage Current Value> Prior to measurement of the leakage current value of a Li-natural graphite battery, aging was performed under the following conditions. Aging conditions are as follows: discharge to 0 V at a current density of about 0.6 mA / cm 2 , hold at 0 V for a total discharge time of 10 hours, and then charge to 1.2 V at a current density of about 0.6 mA / cm 2 After that, the voltage is maintained at 1.2 V and the total charging time is set to 10 hours. Next, about 1.2 mA / cm
After discharging to 0 V at a current density of 2 and holding at 0 V for a total discharge time of 5 hours, then charging to 1.2 V at a current density of about 1.2 mA / cm 2 and holding at 1.2 V A charge / discharge operation with a total charge time of 5 hours was defined as one cycle, and only this operation was performed for two cycles.

【0050】次に、この電池を60℃に昇温し、0.2
mA定電流、0.01V定電圧の条件で全25時間放電
を続け、この時電池に流れた電流値を測定し、放電時間
に対する電流値の変化を追跡した。25時間後の電流値
を漏れ電流値計算のために測定した。
Next, the temperature of the battery was raised to 60 ° C.
Discharging was continued for a total of 25 hours under the conditions of a constant current of mA and a constant voltage of 0.01 V. At this time, the value of the current flowing through the battery was measured, and the change in the current value with respect to the discharge time was tracked. The current value after 25 hours was measured for calculating the leakage current value.

【0051】<高温保存テスト>Li−天然黒鉛電池の
場合には、まず前記と同様の条件でエージングを行い、
その後、後半部分の3サイクル目として2mA定電流、
0.01V定電圧の条件で全10時間の放電を行なっ
た。次いで、この電池を60℃の恒温槽に14日間保存
した後、2mA定電流、1.2V定電圧の条件で全5時
間の充電を行なった。この時、高温保存前3サイクル目
の放電容量に対する保存後の充電容量の比率を容量残存
率(%)として求めた。この容量残存率に基づいて高温
保存特性の評価を行った。
<High Temperature Storage Test> In the case of a Li-natural graphite battery, aging was first performed under the same conditions as above.
Then, as the third cycle of the latter half, 2 mA constant current,
The discharge was performed for a total of 10 hours under the condition of a constant voltage of 0.01 V. Next, the battery was stored in a thermostat at 60 ° C. for 14 days, and then charged for 5 hours under the conditions of a constant current of 2 mA and a constant voltage of 1.2 V. At this time, the ratio of the charge capacity after storage to the discharge capacity in the third cycle before high-temperature storage was determined as the remaining capacity ratio (%). The high-temperature storage characteristics were evaluated based on the residual capacity ratio.

【0052】LiCoO2−天然黒鉛電池の場合には、
まず次の条件でエージングを行った。すなわち、0.5
mAの定電流、4.2Vの定電圧の条件で、4.2Vで
の電流値が0.05mAになるまで充電し、その後1m
Aの定電流、3.0Vの定電圧の条件で、3.0Vでの
電流値が0.05mAになるまで放電した。次いで、1
mAの定電流、3.85Vの定電圧の条件で、3.85
Vでの電流値が0.05mAになるまで充電を行った。
In the case of a LiCoO 2 -natural graphite battery,
First, aging was performed under the following conditions. That is, 0.5
Under a condition of a constant current of mA and a constant voltage of 4.2 V, the battery was charged until the current value at 4.2 V became 0.05 mA, and then charged for 1 m.
A constant current of A and a constant voltage of 3.0 V were discharged until the current value at 3.0 V became 0.05 mA. Then 1
Under the condition of a constant current of mA and a constant voltage of 3.85 V, 3.85
The battery was charged until the current value at V became 0.05 mA.

【0053】次いで、60℃の恒温槽に1日間保存し、
その後、1mAの定電流、3.0Vの定電圧の条件で、
3.0Vでの電流値が0.05mAになるまで放電を行
った。この時の、高温保存前3.85Vまでの充電容量
に対する、保存後の放電容量の比率を容量残存率(%)
として求めた。
Then, it was stored in a thermostat at 60 ° C. for one day,
Then, under the conditions of a constant current of 1 mA and a constant voltage of 3.0 V,
The discharge was performed until the current value at 3.0 V became 0.05 mA. At this time, the ratio of the discharge capacity after storage to the charge capacity up to 3.85 V before high-temperature storage is defined as the remaining capacity ratio (%).
Asked.

【0054】(実施例1)LiPF6を15.2g(10
0mmol)を、エチレンカーボネート(EC、39.
8重量%)、ジメチルカーボネート(DMC、59.7
重量%)およびジビニルエチレンカーボネート(DVE
C、0.5重量%)の混合溶媒に溶解させて、25℃で
100mlとし、LiPF6濃度 1(mol/l)の
非水電解液を調製した。
Example 1 15.2 g of LiPF 6 (10
0 mmol) with ethylene carbonate (EC, 39.
8% by weight), dimethyl carbonate (DMC, 59.7)
% By weight) and divinylethylene carbonate (DVE
C, 0.5% by weight) to make 100 ml at 25 ° C. to prepare a non-aqueous electrolyte having a LiPF 6 concentration of 1 (mol / l).

【0055】この非水電解液について漏れ電流値を測定
した。図3からわかるように、Li−天然黒鉛電池に流
れた電流、すなわち漏れ電流は15〜25時間でほぼ一
定になり、25時間後の漏れ電流値は、天然黒鉛1mg
当たり0.22μAであった。また、Li−天然黒鉛電
池の高温保存特性を調べ、容量残存率(%)を表1に記
載した。
The leakage current value of this non-aqueous electrolyte was measured. As can be seen from FIG. 3, the current flowing in the Li-natural graphite battery, that is, the leakage current became almost constant in 15 to 25 hours, and the leakage current value after 25 hours was 1 mg of natural graphite.
0.22 μA per unit. Further, the high-temperature storage characteristics of the Li-natural graphite battery were examined, and the remaining capacity ratio (%) is shown in Table 1.

【0056】(実施例2)実施例1において、エチレン
カーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DM
C)およびジビニルエチレンカーボネート(DVEC)
の混合割合を変えた以外は実施例1と同様に操作して漏
れ電流値を測定した。また、この非水電解液をLiCo
2−天然黒鉛電池に適用し、容量残存率(%)を測定
して表1に併せて記した。
(Example 2) In Example 1, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DM
C) and divinyl ethylene carbonate (DVEC)
The leakage current value was measured in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio was changed. Also, this non-aqueous electrolytic solution is
The present invention was applied to an O 2 -natural graphite battery, and the residual capacity ratio (%) was measured.

【0057】(実施例3〜10)実施例1において、ジ
ビニルエチレンカーボネートの代わりにビニルエチレン
カーボネート、無水マレイン酸、無水フタル酸、フェニ
レンジ(メチルカーボネート)、イソシアヌル酸トリカ
ルボキシエチル、イソシアヌル酸トリ(アクリロイロキ
シエチル)およびジビニルスルホンをそれぞれ用いた以
外は実施例1と同様に行った。漏れ電流値を測定した結
果を表1に記した。
(Examples 3 to 10) In Example 1, instead of divinylethylene carbonate, vinylethylene carbonate, maleic anhydride, phthalic anhydride, phenylene (methyl carbonate), tricarboxyethyl isocyanurate, and triisocyanurate ( (Acryloyloxyethyl) and divinyl sulfone were used in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results of measuring the leakage current value.

【0058】(比較例1)非水電解液として、エチレン
カーボネート(EC、40重量%)とジメチルカーボネ
ート(DMC、60重量%)の混合溶媒を用いた以外は
実施例1と同様に行い、漏れ電流値を測定し、表1に併
せて記載した。さらに、Li−天然黒鉛電池およびLi
CoO2−天然黒鉛電池の容量残存率(%)についても
測定し、表1に記した。
Comparative Example 1 The same procedure as in Example 1 was carried out except that a mixed solvent of ethylene carbonate (EC, 40% by weight) and dimethyl carbonate (DMC, 60% by weight) was used as the non-aqueous electrolyte. The current value was measured and is shown in Table 1. Furthermore, Li-natural graphite batteries and Li-
The remaining capacity ratio (%) of the CoO 2 -natural graphite battery was also measured and is shown in Table 1.

【0059】[0059]

【表1】 [Table 1]

【0060】実施例1〜10および比較例1の結果か
ら、漏れ電流値が小さくなるほど、高温保存試験での容
量残存率も高く、電池寿命が向上することがわかった。
From the results of Examples 1 to 10 and Comparative Example 1, it was found that the smaller the leakage current value, the higher the residual capacity ratio in the high-temperature storage test, and the longer the battery life.

【0061】[0061]

【発明の効果】本発明の非水電解液は、漏れ電流値を天
然黒鉛1mgあたり0.25μA以下としたので、電極
上での非水溶媒の電気分解反応を最小限に抑制すること
ができ、安定した非水電解液になっている。さらに、そ
のような非水電解液を使用した二次電池は、高温保存特
性が向上しており、充放電サイクル特性の改良および電
池寿命の延長に寄与するものと思われる。
The nonaqueous electrolyte of the present invention has a leakage current value of 0.25 μA or less per 1 mg of natural graphite, so that the electrolysis reaction of the nonaqueous solvent on the electrode can be minimized. , Stable non-aqueous electrolyte. Further, a secondary battery using such a non-aqueous electrolyte has improved high-temperature storage characteristics, and is considered to contribute to improvement in charge / discharge cycle characteristics and extension of battery life.

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

【図1】 本発明に係わる非水電解液を適用した円筒型
二次電池の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a cylindrical secondary battery to which a non-aqueous electrolyte according to the present invention is applied.

【図2】 本発明に係わる非水電解液を適用したコイン
型二次電池の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a coin-type secondary battery to which the non-aqueous electrolyte according to the present invention is applied.

【図3】 放電時間(hr)に対する電池に流れた漏れ
電流値(μA)の変化を示すチャートである。
FIG. 3 is a chart showing a change in a leakage current value (μA) flowing through a battery with respect to a discharge time (hr).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、13・・・・・負極 2、14・・・・・正極 3、15・・・・・セパレータ 5、16・・・・・電池缶 7、19・・・・・電池蓋 9・・・・・・・・負極集電体 10・・・・・・・正極集電体 1, 13 ... Negative electrode 2, 14 ... Positive electrode 3, 15 ... Separator 5, 16 ... Battery can 7, 19 ... Battery cover 9 ... ...... Negative electrode current collector 10 ...... Positive electrode current collector

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】非水溶媒とリチウム塩とを含む非水電解液
であって、その非水電解液は次の測定方法で求められる
漏れ電流値が天然黒鉛1mg当たり0.25μA以下で
あることを特徴とする非水電解液。 [漏れ電流値の測定方法]天然黒鉛を活物質とする電極、
および金属リチウムを活物質とする他方の電極とから構
成される電気化学素子中に、非水電解液を天然黒鉛1g
に対して3gを介在させ、この素子に60℃で0.01
Vを印加し、電圧印加開始から25時間後に流れる電流
値を測定して漏れ電流値とする。
1. A non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent and a lithium salt, wherein the non-aqueous electrolyte has a leakage current value of 0.25 μA or less per 1 mg of natural graphite determined by the following measuring method. Non-aqueous electrolyte solution characterized by the above-mentioned. [Measurement method of leakage current value] Electrode using natural graphite as active material,
A non-aqueous electrolyte solution containing 1 g of natural graphite
To the device, 0.01 g at 60 ° C.
V is applied, and the value of the current flowing 25 hours after the start of the voltage application is measured and defined as the leakage current value.
【請求項2】前記の非水溶媒が、環状炭酸エステルおよ
び/または鎖状炭酸エステルと、電気化学的に分解され
た時に電解液に難溶性になる化合物とからなることを特
徴とする請求項1に記載の非水電解液。
2. The non-aqueous solvent comprises a cyclic carbonate and / or a chain carbonate and a compound which becomes insoluble in an electrolytic solution when electrochemically decomposed. 2. The non-aqueous electrolyte according to 1.
【請求項3】前記の非水溶媒が、環状炭酸エステルおよ
び/または鎖状炭酸エステル95〜99.99重量%
と、電気化学的に分解された時に電解液に難溶性になる
化合物0.01〜5重量%とからなることを特徴とする
請求項1または2に記載の非水電解液。
3. The non-aqueous solvent contains 95 to 99.99% by weight of a cyclic carbonate and / or a chain carbonate.
The non-aqueous electrolytic solution according to claim 1 or 2, comprising: 0.01 to 5% by weight of a compound which becomes insoluble in the electrolytic solution when electrochemically decomposed.
【請求項4】前記の電気化学的に分解された時に電解液
に難溶性になる化合物が、ジビニルエチレンカーボネー
ト、ビニルエチレンカーボネート、無水マレイン酸、無
水フタル酸、フェニレンジ(メチルカーボネート)、ジ
ビニルスルホン、イソシアヌル酸トリカルボキシエチ
ル、およびイソシアヌル酸トリ(アクリロイロキシエチ
ル)からなる群から選ばれた少なくとも1種の化合物で
あることを特徴とする請求項2または3に記載の非水電
解液。
4. The compound which becomes insoluble in an electrolytic solution when electrochemically decomposed is divinylethylene carbonate, vinylethylene carbonate, maleic anhydride, phthalic anhydride, phenylene (methyl carbonate), divinyl sulfone. 4. The non-aqueous electrolyte according to claim 2, wherein the non-aqueous electrolyte is at least one compound selected from the group consisting of tricarboxyethyl isocyanurate and tri (acryloyloxyethyl) isocyanurate.
【請求項5】リチウムイオンをドーピング・脱ドーピン
グできる炭素材料からなる負極と、正極と、前記請求項
1〜4のいずれかに記載の非水電解液とを含むことを特
徴とする非水電解液二次電池。
5. A non-aqueous electrolyte comprising a negative electrode made of a carbon material capable of doping and undoping lithium ions, a positive electrode, and the non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 4. Liquid secondary battery.
JP11232211A 1999-08-19 1999-08-19 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery Pending JP2001057234A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11232211A JP2001057234A (en) 1999-08-19 1999-08-19 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11232211A JP2001057234A (en) 1999-08-19 1999-08-19 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001057234A true JP2001057234A (en) 2001-02-27

Family

ID=16935739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11232211A Pending JP2001057234A (en) 1999-08-19 1999-08-19 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001057234A (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001297793A (en) * 2000-04-13 2001-10-26 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary cell and nonaqueous liquid used for the same
JP2001345119A (en) * 2000-05-31 2001-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte
JP2002352852A (en) * 2001-05-23 2002-12-06 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary cell
WO2003041207A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Sony Corporation Battery
WO2005099021A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-20 Ube Industries Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery
US7387852B2 (en) * 2002-08-31 2008-06-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer electrolyte and lithium battery using the same
US7425388B2 (en) 2002-09-06 2008-09-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for a lithium battery and a lithium battery comprising the same
US7608363B2 (en) 2004-11-16 2009-10-27 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery with vinylene carbonate and divinyl sulfone containing electrolyte
US7632606B2 (en) * 2003-03-04 2009-12-15 Sony Corporation Electrolyte having a polymer and battery using it
US8029934B2 (en) 2006-07-24 2011-10-04 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Lithium secondary battery
US8192871B2 (en) 2008-03-10 2012-06-05 Hitachi, Ltd. Lithium secondary battery and production method of the same
US8252465B2 (en) 2001-01-19 2012-08-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
WO2014133107A1 (en) * 2013-02-27 2014-09-04 三菱化学株式会社 Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte battery using same
CN108963338A (en) * 2018-06-01 2018-12-07 湖南国盛石墨科技有限公司 A kind of preparation method of the electrolyte of containing graphene
JP2020021747A (en) * 2014-08-22 2020-02-06 三菱ケミカル株式会社 Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4590680B2 (en) * 2000-04-13 2010-12-01 三菱化学株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte used therefor
JP2001297793A (en) * 2000-04-13 2001-10-26 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary cell and nonaqueous liquid used for the same
JP2001345119A (en) * 2000-05-31 2001-12-14 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery and nonaqueous electrolyte
US6841305B2 (en) * 2000-05-31 2005-01-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte
US8252465B2 (en) 2001-01-19 2012-08-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
JP2002352852A (en) * 2001-05-23 2002-12-06 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary cell
WO2003041207A1 (en) * 2001-11-09 2003-05-15 Sony Corporation Battery
US7387852B2 (en) * 2002-08-31 2008-06-17 Samsung Sdi Co., Ltd. Polymer electrolyte and lithium battery using the same
US7425388B2 (en) 2002-09-06 2008-09-16 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for a lithium battery and a lithium battery comprising the same
US7632606B2 (en) * 2003-03-04 2009-12-15 Sony Corporation Electrolyte having a polymer and battery using it
KR101066447B1 (en) 2003-03-04 2011-09-21 소니 주식회사 Electrolyte and battery using the same
WO2005099021A1 (en) * 2004-03-30 2005-10-20 Ube Industries Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery
US7767343B2 (en) 2004-03-30 2010-08-03 Ube Industries Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery using lithium cobalt oxide as a positive active material and a nonaqueous electrolyte containing a sulfonyl-containing compound
US8597834B2 (en) 2004-03-30 2013-12-03 Ube Industries Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery using lithium cobalt oxide as a positive active material and a nonaqueous electrolyte containing a sulfonyl-containing compound and vinylene carbonate
US7608363B2 (en) 2004-11-16 2009-10-27 Sanyo Electric Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery with vinylene carbonate and divinyl sulfone containing electrolyte
US8029934B2 (en) 2006-07-24 2011-10-04 Hitachi Vehicle Energy, Ltd. Lithium secondary battery
US8192871B2 (en) 2008-03-10 2012-06-05 Hitachi, Ltd. Lithium secondary battery and production method of the same
WO2014133107A1 (en) * 2013-02-27 2014-09-04 三菱化学株式会社 Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte battery using same
US11424482B2 (en) 2013-02-27 2022-08-23 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte battery using same
US11942601B2 (en) 2013-02-27 2024-03-26 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte battery using same
JP2020021747A (en) * 2014-08-22 2020-02-06 三菱ケミカル株式会社 Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
CN108963338A (en) * 2018-06-01 2018-12-07 湖南国盛石墨科技有限公司 A kind of preparation method of the electrolyte of containing graphene
CN108963338B (en) * 2018-06-01 2020-09-29 湖南国盛石墨科技有限公司 Preparation method of electrolyte containing graphene

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101188313B (en) Electrolyte for rechargeable lithium battery, and rechargeable lithium battery including same
JP4187959B2 (en) Non-aqueous electrolyte and secondary battery using the same
JP4012174B2 (en) Lithium battery with efficient performance
US6479192B1 (en) Non-aqueous electrolyte for electrochemical systems and lithium secondary battery comprising the same
JP4423277B2 (en) Lithium secondary battery
KR20020002200A (en) Charging method for charging nonaqueous electrolyte secondary battery
KR20080082276A (en) Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery comprising same
JPH11260401A (en) Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secodary battery
CN109786832B (en) Electrolyte additive, electrolyte and lithium ion secondary battery
KR20120089197A (en) Electrolyte for electrochemical device and the electrochemical device thereof
JP4489207B2 (en) Non-aqueous electrolyte for secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2001057234A (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery
KR20200082557A (en) An Electrolyte for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery comprising the same
WO2020135584A1 (en) Positive electrode film formation additive for battery electrolyte, and electrolyte and lithium battery using additive
KR100335222B1 (en) Nonaqueous Electrolyte
JP2001057235A (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN109309249B (en) Electrolyte and electrochemical energy storage device
JP3986216B2 (en) Non-aqueous electrolyte and secondary battery using the same
JP5167566B2 (en) Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery
EP0749173A1 (en) A lithium secondary battery
JP5110057B2 (en) Lithium secondary battery
JP5426809B2 (en) Secondary battery, electronic equipment using secondary battery and transportation equipment
JP2022534525A (en) Non-aqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the same
CN112713308A (en) Non-aqueous electrolyte and lithium ion battery based on same
CN109309254B (en) Electrolyte and electrochemical energy storage device