JP2001319686A - 非水二次電池 - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温特性に優れ安全性の高い非水電解液二次
電池を提供する。 【解決手段】 膜厚が５〜３０μｍであり、平均表面穴
径が０．０１〜０．１μｍであるポリオレフィン微多孔
膜をセパレータとして用い、少なくともエチレンカーボ
ネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）を全
溶媒成分に対して混合体積比率で４０％以上含む混合溶
媒で溶媒成分を構成した非水電解質を用いて非水二次電
池を作製する。
電池を提供する。 【解決手段】 膜厚が５〜３０μｍであり、平均表面穴
径が０．０１〜０．１μｍであるポリオレフィン微多孔
膜をセパレータとして用い、少なくともエチレンカーボ
ネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）を全
溶媒成分に対して混合体積比率で４０％以上含む混合溶
媒で溶媒成分を構成した非水電解質を用いて非水二次電
池を作製する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム塩を含有
する非水電解質を用いた非水二次電池に関する。
する非水電解質を用いた非水二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン二次電池に代表される非
水二次電池では、非水電解質を構成するリチウム塩の溶
媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）やプロピレン
カーボネート（ＰＣ）に代表される高誘電率を有する環
状カーボネートや、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、
メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）やジメチルカーボ
ネート（ＤＭＣ）に代表される低粘度溶媒である鎖状カ
ーボネートを含む溶媒が用いられ、通常は環状カーボネ
ートのみ、もしくは環状カーボネートと鎖状カーボネー
トの混合溶媒が好ましく用いられている。
水二次電池では、非水電解質を構成するリチウム塩の溶
媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）やプロピレン
カーボネート（ＰＣ）に代表される高誘電率を有する環
状カーボネートや、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、
メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）やジメチルカーボ
ネート（ＤＭＣ）に代表される低粘度溶媒である鎖状カ
ーボネートを含む溶媒が用いられ、通常は環状カーボネ
ートのみ、もしくは環状カーボネートと鎖状カーボネー
トの混合溶媒が好ましく用いられている。
【０００３】すなわち、リチウムイオンのキャリアーと
しては、環状カーボネートは溶媒中に不可欠な存在であ
り、さらに鎖状カーボネートに比べて、沸点が高い
（ＥＣ：２３８℃、ＰＣ：２４２℃、ＤＥＣ：１２７
℃、ＭＥＣ：１０９℃、ＤＭＣ：９０℃）ために、生産
工程において電解液蒸発による液量減少が少ない、引
火点が高い（ＥＣ：１５７℃、ＰＣ：１３２℃、ＤＥ
Ｃ：３１℃、ＭＥＣ：２４℃、ＤＭＣ：１８℃）ために
安全性に優れる、電解液還元電位が低いために、電池
充電状態での貯蔵時に分解によるガス発生量が少ない、
などの利点を有している。
しては、環状カーボネートは溶媒中に不可欠な存在であ
り、さらに鎖状カーボネートに比べて、沸点が高い
（ＥＣ：２３８℃、ＰＣ：２４２℃、ＤＥＣ：１２７
℃、ＭＥＣ：１０９℃、ＤＭＣ：９０℃）ために、生産
工程において電解液蒸発による液量減少が少ない、引
火点が高い（ＥＣ：１５７℃、ＰＣ：１３２℃、ＤＥ
Ｃ：３１℃、ＭＥＣ：２４℃、ＤＭＣ：１８℃）ために
安全性に優れる、電解液還元電位が低いために、電池
充電状態での貯蔵時に分解によるガス発生量が少ない、
などの利点を有している。
【０００４】一方、欠点としては、高粘度のため負荷
特性、特に低温特性が悪い、引火点は高いが、いった
ん溶媒分解が始まると発熱速度が速いため熱暴走を引き
起こしやすいという問題を有する。このうち、は低粘
度の鎖状カーボネートと混合するか、ＰＣの比率を高め
ることによりある程度は解決できる問題である。
特性、特に低温特性が悪い、引火点は高いが、いった
ん溶媒分解が始まると発熱速度が速いため熱暴走を引き
起こしやすいという問題を有する。このうち、は低粘
度の鎖状カーボネートと混合するか、ＰＣの比率を高め
ることによりある程度は解決できる問題である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】また、上述の問題のう
ちの熱暴走に関しては、セパレータにポリオレフィン
微多孔膜を用いることにより、電池内部温度が上昇する
とセパレータが収縮して微孔が塞がり、反応（リチウム
イオンの移動）を止めることができるという安全機構
（シャットダウン機構）が電池に備えられている。しか
し、従来用いられていたセパレータは、負荷特性などと
の兼ね合いから微孔の表面穴径が比較的大きいものが用
いられており、高容量化などのためにセパレータの膜厚
を例えば３０μｍ以下と薄くした場合には安全性などの
点で以下の問題が生じていた。すなわち、過充電時など
の異常時には溶媒分解による発熱が生じ、セパレータの
シャットダウン機構がその発熱速度に追随できず、熱暴
走に至る危険性が大きいという問題があった。一方で、
微孔の穴径を小さくするとシャットダウン機能は向上す
るものの、負荷特性、特に低温特性が大幅に劣化すると
いう問題があった。
ちの熱暴走に関しては、セパレータにポリオレフィン
微多孔膜を用いることにより、電池内部温度が上昇する
とセパレータが収縮して微孔が塞がり、反応（リチウム
イオンの移動）を止めることができるという安全機構
（シャットダウン機構）が電池に備えられている。しか
し、従来用いられていたセパレータは、負荷特性などと
の兼ね合いから微孔の表面穴径が比較的大きいものが用
いられており、高容量化などのためにセパレータの膜厚
を例えば３０μｍ以下と薄くした場合には安全性などの
点で以下の問題が生じていた。すなわち、過充電時など
の異常時には溶媒分解による発熱が生じ、セパレータの
シャットダウン機構がその発熱速度に追随できず、熱暴
走に至る危険性が大きいという問題があった。一方で、
微孔の穴径を小さくするとシャットダウン機能は向上す
るものの、負荷特性、特に低温特性が大幅に劣化すると
いう問題があった。
【０００６】本発明は、上記問題の解決のためなされた
もので、低温特性などの負荷特性を低下させることなく
非水二次電池の安全性を向上させることを目的とする。
もので、低温特性などの負荷特性を低下させることなく
非水二次電池の安全性を向上させることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極と負極が
セパレータを介して配置され、非水電解質を含む非水二
次電池において、膜厚が５〜３０μｍ、平均表面穴径が
０．０１〜０．１μｍであるポリオレフィン微多孔膜を
セパレータとして用い、かつ、前記非水電解質の溶媒成
分を、少なくともエチレンカーボネート（ＥＣ）とプロ
ピレンカーボネート（ＰＣ）を全溶媒成分に対して混合
体積比率で４０％以上含む混合溶媒で構成することによ
り、過充電などに対する安全性が高く、−２０℃のよう
な低温下でも十分に放電可能な非水二次電池を得たもの
である。
セパレータを介して配置され、非水電解質を含む非水二
次電池において、膜厚が５〜３０μｍ、平均表面穴径が
０．０１〜０．１μｍであるポリオレフィン微多孔膜を
セパレータとして用い、かつ、前記非水電解質の溶媒成
分を、少なくともエチレンカーボネート（ＥＣ）とプロ
ピレンカーボネート（ＰＣ）を全溶媒成分に対して混合
体積比率で４０％以上含む混合溶媒で構成することによ
り、過充電などに対する安全性が高く、−２０℃のよう
な低温下でも十分に放電可能な非水二次電池を得たもの
である。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明においては、電解質溶媒中
の環状カーボネートの比率を高めたときに生じやすくな
る熱暴走の問題を解決するため、セパレータの平均表面
穴径を０．０１〜０．１μｍ（好ましくは０．０１〜
０．０５μｍ）に規制し、かつ、セパレータの膜厚を５
〜３０μｍに規制することにより、非水電解質の溶媒成
分を少なくともエチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピ
レンカーボネート（ＰＣ）を全溶媒成分に対して混合体
積比率で４０％以上含む混合溶媒で構成した場合にも、
セパレータのシャットダウン機構が十分速く応答し、安
全性を確保することができる。また、前記セパレータの
仕様により電池の内部抵抗を低下させることができるの
で、鎖状カーボネートの量を増やすことなく低温特性の
向上が可能となり、安全性をより向上させることもでき
る。膜厚を５μｍ以下とした場合は、機械的強度が低く
なるために、セパレータの破断あるいはマイクロショー
トなどの問題が生じる。ここでより好ましい膜厚の範囲
は８〜２０μｍである。
の環状カーボネートの比率を高めたときに生じやすくな
る熱暴走の問題を解決するため、セパレータの平均表面
穴径を０．０１〜０．１μｍ（好ましくは０．０１〜
０．０５μｍ）に規制し、かつ、セパレータの膜厚を５
〜３０μｍに規制することにより、非水電解質の溶媒成
分を少なくともエチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピ
レンカーボネート（ＰＣ）を全溶媒成分に対して混合体
積比率で４０％以上含む混合溶媒で構成した場合にも、
セパレータのシャットダウン機構が十分速く応答し、安
全性を確保することができる。また、前記セパレータの
仕様により電池の内部抵抗を低下させることができるの
で、鎖状カーボネートの量を増やすことなく低温特性の
向上が可能となり、安全性をより向上させることもでき
る。膜厚を５μｍ以下とした場合は、機械的強度が低く
なるために、セパレータの破断あるいはマイクロショー
トなどの問題が生じる。ここでより好ましい膜厚の範囲
は８〜２０μｍである。
【０００９】また、安全性の点からは、正極または負極
とセパレータとの間にゲル状電解質を配置するか、正極
または負極のいずれかの合剤層中にゲル状電解質を形成
させても良い。さらに、前記混合溶媒におけるＥＣとＰ
Ｃの混合体積比率のうち、ＰＣの占める割合を５０％以
上とすることにより、低温特性のより一層の向上が期待
できる。
とセパレータとの間にゲル状電解質を配置するか、正極
または負極のいずれかの合剤層中にゲル状電解質を形成
させても良い。さらに、前記混合溶媒におけるＥＣとＰ
Ｃの混合体積比率のうち、ＰＣの占める割合を５０％以
上とすることにより、低温特性のより一層の向上が期待
できる。
【００１０】本発明の非水二次電池を構成する、正極、
負極、環状カーボネート以外の溶媒などは、全て従来の
リチウムイオン二次電池などに用いられている構成部材
を使用することができる。
負極、環状カーボネート以外の溶媒などは、全て従来の
リチウムイオン二次電池などに用いられている構成部材
を使用することができる。
【００１１】
【実施例】実施例１ 正極作製のため、コバルト酸リチウム ８９重量部、カ
ーボンブラック ５重量部、ポリフッ化ビニリデン ６重
量部、Ｎ−メチルピロリドン １００重量部をプラネタ
リーミキサーにて６０分間混合し、合剤層形成用塗料を
調整した。そして、得られた塗料をブレードコーターに
て厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に塗布乾燥し、カレ
ンダーロールにより圧力３０ｋｇ／ｃｍ2でプレスして
シート状の正極とした。
ーボンブラック ５重量部、ポリフッ化ビニリデン ６重
量部、Ｎ−メチルピロリドン １００重量部をプラネタ
リーミキサーにて６０分間混合し、合剤層形成用塗料を
調整した。そして、得られた塗料をブレードコーターに
て厚さ２０μｍのアルミニウム箔上に塗布乾燥し、カレ
ンダーロールにより圧力３０ｋｇ／ｃｍ2でプレスして
シート状の正極とした。
【００１２】負極作製のため、（００２）面の面間距離
ｄ002が０．３４ｎｍでｃ軸方向の結晶子の大きさＬｃ
が３．２ｎｍのコークス ９０重量部、ポリフッ化ビニ
リデン １０重量部、Ｎ−メチルピロリドン ９０重量部
をプラネタリーミキサーにて６０分間混合し、合剤層形
成用塗料を調整した。そして、得られた塗料をブレード
コーターにて厚さ１０μｍの銅箔上に塗布乾燥し、カレ
ンダーロールにより圧力３０ｋｇ／ｃｍ2でプレスして
シート状の負極とした。
ｄ002が０．３４ｎｍでｃ軸方向の結晶子の大きさＬｃ
が３．２ｎｍのコークス ９０重量部、ポリフッ化ビニ
リデン １０重量部、Ｎ−メチルピロリドン ９０重量部
をプラネタリーミキサーにて６０分間混合し、合剤層形
成用塗料を調整した。そして、得られた塗料をブレード
コーターにて厚さ１０μｍの銅箔上に塗布乾燥し、カレ
ンダーロールにより圧力３０ｋｇ／ｃｍ2でプレスして
シート状の負極とした。
【００１３】前記正極および負極シートを、その間に厚
さ２０μｍ、平均表面穴径０．０５μｍのポリエチレン
微多孔膜を介して捲回し、その捲回体を厚み５ｍｍ、横
３０ｍｍ、高さ４８ｍｍのアルミ缶に挿入した。
さ２０μｍ、平均表面穴径０．０５μｍのポリエチレン
微多孔膜を介して捲回し、その捲回体を厚み５ｍｍ、横
３０ｍｍ、高さ４８ｍｍのアルミ缶に挿入した。
【００１４】電解質として、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比で３０：３０：４０の
割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対するＥＣとＰＣの
混合体積比率は６０％、前記混合体積比率のうち、ＰＣ
の占める割合は５０％）にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの
濃度に溶解した電解液を作製し、それを前記アルミ缶内
に注入し、封口することで角形非水二次電池を作製し
た。
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比で３０：３０：４０の
割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対するＥＣとＰＣの
混合体積比率は６０％、前記混合体積比率のうち、ＰＣ
の占める割合は５０％）にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの
濃度に溶解した電解液を作製し、それを前記アルミ缶内
に注入し、封口することで角形非水二次電池を作製し
た。
【００１５】実施例２ 正極作製のため、コバルト酸リチウム ８９重量部、カ
ーボンブラック ５重量部、ポリフッ化ビニリデン ５重
量部、ゲル化剤としてポリフッ化ビニリデンとヘキサフ
ルオロプロピレンの共重合体 １重量部、Ｎ−メチルピ
ロリドン １００重量部をプラネタリーミキサーにて６
０分間混合し、合剤層形成用塗料を調整した。そして、
得られた塗料をブレードコーターにて厚さ２０μｍのア
ルミニウム箔上に塗布乾燥し、カレンダーロールにより
圧力３０ｋｇ／ｃｍ2でプレスしてシート状の正極とし
た。
ーボンブラック ５重量部、ポリフッ化ビニリデン ５重
量部、ゲル化剤としてポリフッ化ビニリデンとヘキサフ
ルオロプロピレンの共重合体 １重量部、Ｎ−メチルピ
ロリドン １００重量部をプラネタリーミキサーにて６
０分間混合し、合剤層形成用塗料を調整した。そして、
得られた塗料をブレードコーターにて厚さ２０μｍのア
ルミニウム箔上に塗布乾燥し、カレンダーロールにより
圧力３０ｋｇ／ｃｍ2でプレスしてシート状の正極とし
た。
【００１６】負極作製のため、（００２）面の面間距離
ｄ002が０．３４ｎｍでｃ軸方向の結晶子の大きさＬｃ
が３．２ｎｍのコークス ９０重量部、ポリフッ化ビニ
リデン １０重量部、ゲル化剤としてポリフッ化ビニリ
デンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体 ２重量
部、Ｎ−メチルピロリドン ９０重量部をプラネタリー
ミキサーにて６０分間混合し、合剤層形成用塗料を調整
した。そして、得られた塗料をブレードコーターにて厚
さ１０μｍの銅箔上に塗布乾燥し、カレンダーロールに
より圧力３０ｋｇ／ｃｍ2でプレスしてシート状の負極
とした。
ｄ002が０．３４ｎｍでｃ軸方向の結晶子の大きさＬｃ
が３．２ｎｍのコークス ９０重量部、ポリフッ化ビニ
リデン １０重量部、ゲル化剤としてポリフッ化ビニリ
デンとヘキサフルオロプロピレンの共重合体 ２重量
部、Ｎ−メチルピロリドン ９０重量部をプラネタリー
ミキサーにて６０分間混合し、合剤層形成用塗料を調整
した。そして、得られた塗料をブレードコーターにて厚
さ１０μｍの銅箔上に塗布乾燥し、カレンダーロールに
より圧力３０ｋｇ／ｃｍ2でプレスしてシート状の負極
とした。
【００１７】前記正極および負極シートを、その間に厚
さ２０μｍ、平均表面穴径０．０５μｍのポリエチレン
微多孔膜を介して捲回し、その捲回体をその捲回体を厚
み５ｍｍ、横３０ｍｍ、高さ４８ｍｍのアルミラミネー
トフイルムに挿入した。
さ２０μｍ、平均表面穴径０．０５μｍのポリエチレン
微多孔膜を介して捲回し、その捲回体をその捲回体を厚
み５ｍｍ、横３０ｍｍ、高さ４８ｍｍのアルミラミネー
トフイルムに挿入した。
【００１８】電解質として、実施例１と同様の電解液を
使用し、この電解液を前記アルミラミネートフイルム内
に注入し、封止した。さらに、１００℃で１時間加熱
し、室温まで冷却することで、正負極合剤層中に添加し
たゲル化剤を電解液でゲル化させ、ポリマーリチウム二
次電池を作製した。
使用し、この電解液を前記アルミラミネートフイルム内
に注入し、封止した。さらに、１００℃で１時間加熱
し、室温まで冷却することで、正負極合剤層中に添加し
たゲル化剤を電解液でゲル化させ、ポリマーリチウム二
次電池を作製した。
【００１９】実施例３ ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（六官能）
１０．０重量部、 １−ヒドロキシ−シクロヘキシル−
フェニルケトン ０．２重量部、実施例１記載の組成の
電解液 ８９．８重量部を混合したモノマー電解質溶液
中に、 セパレータとして厚さ２０μｍ、平均表面穴径
０．０５μｍのポリエチレン微多孔膜を５分間浸漬後、
取り出し、それをその両面から厚さ５０μｍのＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）カバーで挟み照度３０
０ｍＷ／ｃｍ2、照射量５００ｍＪ／ｃｍ2 （トプコン
製ＵＶチェッカーＵＶＲ−Ｔ３５による測定値）の条件
でＵＶランプ照射を行い、上記モノマー電解質溶液のモ
ノマー成分を重合させて、ゲル状電解質被覆セパレータ
を用いたこと以外は、実施例２と同様にしてポリマーリ
チウム二次電池を作製した。
１０．０重量部、 １−ヒドロキシ−シクロヘキシル−
フェニルケトン ０．２重量部、実施例１記載の組成の
電解液 ８９．８重量部を混合したモノマー電解質溶液
中に、 セパレータとして厚さ２０μｍ、平均表面穴径
０．０５μｍのポリエチレン微多孔膜を５分間浸漬後、
取り出し、それをその両面から厚さ５０μｍのＰＥＴ
（ポリエチレンテレフタレート）カバーで挟み照度３０
０ｍＷ／ｃｍ2、照射量５００ｍＪ／ｃｍ2 （トプコン
製ＵＶチェッカーＵＶＲ−Ｔ３５による測定値）の条件
でＵＶランプ照射を行い、上記モノマー電解質溶液のモ
ノマー成分を重合させて、ゲル状電解質被覆セパレータ
を用いたこと以外は、実施例２と同様にしてポリマーリ
チウム二次電池を作製した。
【００２０】実施例４ 実施例３のセパレータとして、厚さ６μｍのポリエチレ
ン微多孔膜を用いた以外は、実施例３と同様にしてポリ
マーリチウム二次電池を作製した。
ン微多孔膜を用いた以外は、実施例３と同様にしてポリ
マーリチウム二次電池を作製した。
【００２１】実施例５ 実施例１のセパレータとして、厚さ１５μｍ、平均表面
穴径０．０１μｍのポリエチレン微多孔膜を用いた以外
は、実施例１と同様にして角形非水二次電池を作製し
た。
穴径０．０１μｍのポリエチレン微多孔膜を用いた以外
は、実施例１と同様にして角形非水二次電池を作製し
た。
【００２２】実施例６ 実施例４の電解質として、電解質として、エチレンカー
ボネート（ＥＣ）およびプロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）を体積比で５０：５０の割合で含む混合溶媒（全溶
媒成分に対するＥＣとＰＣの混合体積比率は１００％、
前記混合体積比率のうち、ＰＣの占める割合は５０％）
にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの濃度に溶解した電解液を
用いた以外は、実施例４と同様にしてポリマーリチウム
二次電池を作製した。
ボネート（ＥＣ）およびプロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）を体積比で５０：５０の割合で含む混合溶媒（全溶
媒成分に対するＥＣとＰＣの混合体積比率は１００％、
前記混合体積比率のうち、ＰＣの占める割合は５０％）
にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの濃度に溶解した電解液を
用いた以外は、実施例４と同様にしてポリマーリチウム
二次電池を作製した。
【００２３】実施例７ 実施例１の電解質として、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比で２０：２０：６０の
割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対するＥＣとＰＣの
混合体積比率は４０％、前記混合体積比率のうち、ＰＣ
の占める割合は５０％）にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの
濃度に溶解した電解液を用いた以外は、実施例１と同様
にして角形非水二次電池を作製した。
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比で２０：２０：６０の
割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対するＥＣとＰＣの
混合体積比率は４０％、前記混合体積比率のうち、ＰＣ
の占める割合は５０％）にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの
濃度に溶解した電解液を用いた以外は、実施例１と同様
にして角形非水二次電池を作製した。
【００２４】実施例８ 実施例１の電解質として、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比で１０：３０：６０の
割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対するＥＣとＰＣの
混合体積比率は４０％、前記混合体積比率のうち、ＰＣ
の占める割合は７５％）にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの
濃度に溶解した電解液を用いた以外は、実施例１と同様
にして角形非水二次電池を作製した。
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比で１０：３０：６０の
割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対するＥＣとＰＣの
混合体積比率は４０％、前記混合体積比率のうち、ＰＣ
の占める割合は７５％）にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの
濃度に溶解した電解液を用いた以外は、実施例１と同様
にして角形非水二次電池を作製した。
【００２５】実施例９ 実施例１の電解質として、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比で３０：３０：４０の
割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対するＥＣとＰＣの
混合体積比率は６０％、前記混合体積比率のうち、ＰＣ
の占める割合は５０％）にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの
濃度に溶解した電解液を用いた以外は、実施例１と同様
にして角形非水二次電池を作製した。
Ｃ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）およびジエチル
カーボネート（ＤＥＣ）を体積比で３０：３０：４０の
割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対するＥＣとＰＣの
混合体積比率は６０％、前記混合体積比率のうち、ＰＣ
の占める割合は５０％）にＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの
濃度に溶解した電解液を用いた以外は、実施例１と同様
にして角形非水二次電池を作製した。
【００２６】比較例１ 実施例１のセパレータとして、厚さ３５μｍのポリエチ
レン微多孔膜を用いた以外は実施例１と同様にして、角
形非水二次電池を作製した。
レン微多孔膜を用いた以外は実施例１と同様にして、角
形非水二次電池を作製した。
【００２７】比較例２ 実施例１のセパレータとして、平均表面穴径０．２μｍ
のポリエチレン微多孔膜を用いた以外は実施例１と同様
にして、角形非水二次電池を作製した。
のポリエチレン微多孔膜を用いた以外は実施例１と同様
にして、角形非水二次電池を作製した。
【００２８】比較例３ 実施例４の電解質として、エチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比で
３０：７０の割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対する
ＥＣとＰＣの混合体積比率は３０％、前記混合体積比率
のうち、ＰＣの占める割合は０％）にＬｉＰＦ6を１ｍ
ｏｌ／ｌの濃度に溶解した電解液を用いた以外は、実施
例４と同様にしてポリマーリチウム二次電池を作製し
た。
Ｃ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比で
３０：７０の割合で含む混合溶媒（全溶媒成分に対する
ＥＣとＰＣの混合体積比率は３０％、前記混合体積比率
のうち、ＰＣの占める割合は０％）にＬｉＰＦ6を１ｍ
ｏｌ／ｌの濃度に溶解した電解液を用いた以外は、実施
例４と同様にしてポリマーリチウム二次電池を作製し
た。
【００２９】上記各電池の低温特性の評価条件として、
以下の測定を行った。２５℃で、０．２Ｃで４．２Ｖま
で定電流充電した後４．２Ｖで定電圧充電を行った。充
電時間は合計で８時間とした。充電後は、０．５Ｃで
２．７５Ｖ終止の条件で定電流放電を行い２５℃での放
電容量を求めた。さらに、前記と同様の条件で充電を行
い、−２０℃の雰囲気で０．５Ｃで２．７５Ｖ終止の条
件で定電流放電を行って、２５℃の放電容量に対する−
２０℃の放電容量の比率（％）を求めた。
以下の測定を行った。２５℃で、０．２Ｃで４．２Ｖま
で定電流充電した後４．２Ｖで定電圧充電を行った。充
電時間は合計で８時間とした。充電後は、０．５Ｃで
２．７５Ｖ終止の条件で定電流放電を行い２５℃での放
電容量を求めた。さらに、前記と同様の条件で充電を行
い、−２０℃の雰囲気で０．５Ｃで２．７５Ｖ終止の条
件で定電流放電を行って、２５℃の放電容量に対する−
２０℃の放電容量の比率（％）を求めた。
【００３０】高温貯蔵試験は、上記充電条件で定電流定
電圧充電を行った後、６０℃の雰囲気で２０日間保存
し、貯蔵前と貯蔵後の抵抗（１ｋＨｚでの交流抵抗）の
増加分を求めた。
電圧充電を行った後、６０℃の雰囲気で２０日間保存
し、貯蔵前と貯蔵後の抵抗（１ｋＨｚでの交流抵抗）の
増加分を求めた。
【００３１】また、過充電試験の条件は、上記充電条件
で定電流定電圧充電を行った後、さらに１Ｃで１２Ｖの
定電流定電圧充電を行い、セパレータのシャットダウン
が良好に機能し、電池の発煙、発火、破裂が生じなかっ
た場合は「ＯＫ」とし、平均表面穴径０．２μｍの生じ
た場合は「ＮＧ」とした。これら評価結果を表１に示し
た。
で定電流定電圧充電を行った後、さらに１Ｃで１２Ｖの
定電流定電圧充電を行い、セパレータのシャットダウン
が良好に機能し、電池の発煙、発火、破裂が生じなかっ
た場合は「ＯＫ」とし、平均表面穴径０．２μｍの生じ
た場合は「ＮＧ」とした。これら評価結果を表１に示し
た。
【００３２】
【表１】
【００３３】表１の結果より、膜厚が５〜３０μｍであ
り、平均表面穴径が０．０１〜０．１μｍであるポリオ
レフィン微多孔膜をセパレータとして用い、かつ、非水
電解質の溶媒成分を、少なくともエチレンカーボネート
（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）を全溶媒成
分に対して混合体積比率で４０％以上含む混合溶媒で構
成した本発明の実施例の非水二次電池は、低温特性に優
れ、高温貯蔵時にも溶媒の分解が生じにくくガス発生が
少ないため、貯蔵後の抵抗の増加が少なく、また過充電
を行っても電池の発煙、発火、破裂が生じないなど安全
性の高い電池であることがわかる。
り、平均表面穴径が０．０１〜０．１μｍであるポリオ
レフィン微多孔膜をセパレータとして用い、かつ、非水
電解質の溶媒成分を、少なくともエチレンカーボネート
（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）を全溶媒成
分に対して混合体積比率で４０％以上含む混合溶媒で構
成した本発明の実施例の非水二次電池は、低温特性に優
れ、高温貯蔵時にも溶媒の分解が生じにくくガス発生が
少ないため、貯蔵後の抵抗の増加が少なく、また過充電
を行っても電池の発煙、発火、破裂が生じないなど安全
性の高い電池であることがわかる。
【００３４】一方、膜厚が３０μｍより厚いセパレータ
を用いた比較例１の電池は低温特性に劣り、平均表面穴
径が０．１μｍより大きいセパレータを用いた比較例２
の電池は過充電時に発煙、発火、破裂が生じるなど安全
性に問題が生じ、ＥＣとＰＣの混合体積比率を４０％未
満とした比較例３の電池は高温貯蔵時に溶媒の分解によ
るガス発生が多く、貯蔵後の抵抗増加が大きくなった。
を用いた比較例１の電池は低温特性に劣り、平均表面穴
径が０．１μｍより大きいセパレータを用いた比較例２
の電池は過充電時に発煙、発火、破裂が生じるなど安全
性に問題が生じ、ＥＣとＰＣの混合体積比率を４０％未
満とした比較例３の電池は高温貯蔵時に溶媒の分解によ
るガス発生が多く、貯蔵後の抵抗増加が大きくなった。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、正極
と負極がセパレータを介して配置され、非水電解質を含
む非水二次電池において、膜厚が５〜３０μｍ、平均表
面穴径が０．０１〜０．１μｍであるポリオレフィン微
多孔膜をセパレータとして用い、かつ、前記非水電解質
の溶媒成分を、少なくともエチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）を全溶媒成分に
対して混合体積比率で４０％以上含む混合溶媒で構成す
ることにより、低温特性に優れ、高温貯蔵での特性劣化
が少なく、過充電などに対する安全性が高い非水二次電
池を提供することができる。
と負極がセパレータを介して配置され、非水電解質を含
む非水二次電池において、膜厚が５〜３０μｍ、平均表
面穴径が０．０１〜０．１μｍであるポリオレフィン微
多孔膜をセパレータとして用い、かつ、前記非水電解質
の溶媒成分を、少なくともエチレンカーボネート（Ｅ
Ｃ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）を全溶媒成分に
対して混合体積比率で４０％以上含む混合溶媒で構成す
ることにより、低温特性に優れ、高温貯蔵での特性劣化
が少なく、過充電などに対する安全性が高い非水二次電
池を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高石 季也 大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号 日立マ クセル株式会社内 Ｆターム(参考） 5H021 EE04 HH01 HH03 HH04 5H029 AJ02 AJ12 AK03 AL06 AM03 AM05 AM07 AM16 DJ04 DJ09 EJ12 HJ04 HJ06 HJ07 5H050 AA15 BA17 CA08 CB08 DA13 EA10 EA24 HA01 HA04 HA06 HA07
Claims (4)
- 【請求項１】 正極と負極がセパレータを介して配置さ
れ、非水電解質を含む非水二次電池において、前記セパ
レータが膜厚５〜３０μｍ、平均表面穴径０．０１〜
０．１μｍのポリオレフィン微多孔膜であり、かつ、前
記非水電解質の溶媒成分が、少なくともエチレンカーボ
ネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）を全
溶媒成分に対して混合体積比率で４０％以上含む混合溶
媒であることを特徴とする非水二次電池。 - 【請求項２】 前記混合溶媒におけるＥＣとＰＣの混合
体積比率のうち、ＰＣの占める割合が５０％以上である
ことを特徴とする請求項１に記載の非水二次電池。 - 【請求項３】 前記非水二次電池が、正極または負極と
セパレータとの間にゲル状電解質を有するポリマーリチ
ウム二次電池であることを特徴とする請求項１または２
記載の非水二次電池。 - 【請求項４】 前記非水二次電池が、正極または負極の
いずれかの合剤層中にゲル状電解質を有するポリマーリ
チウム二次電池であることを特徴とする請求項１ないし
３記載の非水二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000136821A JP2001319686A (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | 非水二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000136821A JP2001319686A (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | 非水二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001319686A true JP2001319686A (ja) | 2001-11-16 |
Family
ID=18644704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000136821A Withdrawn JP2001319686A (ja) | 2000-05-10 | 2000-05-10 | 非水二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001319686A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005123091A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Yuasa Corp | 非水電解液二次電池 |
| JP2017054833A (ja) * | 2005-10-28 | 2017-03-16 | 三菱化学株式会社 | 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池 |
-
2000
- 2000-05-10 JP JP2000136821A patent/JP2001319686A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005123091A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Yuasa Corp | 非水電解液二次電池 |
| JP4686968B2 (ja) * | 2003-10-17 | 2011-05-25 | 株式会社Ｇｓユアサ | 非水電解液二次電池 |
| JP2017054833A (ja) * | 2005-10-28 | 2017-03-16 | 三菱化学株式会社 | 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池 |
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