JP2002015769A - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents
Non-aqueous electrolyte batteryInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、正極と、負極と、
非水電解質を備えた非水電解質電池に関し、詳しくは角
型の電池缶内に正極と負極と非水電解質とが封入された
非水電解質電池に関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a positive electrode, a negative electrode,
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery provided with a non-aqueous electrolyte, and more particularly to a non-aqueous electrolyte battery in which a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte are sealed in a rectangular battery can.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、カメラ一体型ビデオテープレコー
ダ、携帯電話、ラップトップコンピュータ等の新しいポ
ータブル電子機器が次々に出現し、ますますその小型軽
量化が図られ、それに伴って、携帯可能なポータブル電
源として二次電池が脚光を浴び、さらに高いエネルギー
密度を得るために活発な研究開発がなされている。2. Description of the Related Art In recent years, new portable electronic devices such as camera-integrated video tape recorders, mobile phones, and laptop computers have appeared one after another, and their size and weight have been reduced. A secondary battery has been spotlighted as a power source, and active research and development are being carried out to obtain a higher energy density.
【0003】そのような中、鉛電池、ニッケルカドミウ
ム電池等の水系電解質二次電池よりも高いエネルギー密
度を有する二次電池として非水電解質を用いたリチウム
イオン二次電池が提案され、実用化が始まった。Under such circumstances, as a secondary battery having a higher energy density than an aqueous electrolyte secondary battery such as a lead battery and a nickel cadmium battery, a lithium ion secondary battery using a non-aqueous electrolyte has been proposed and put into practical use. Began.
【0004】リチウムイオン二次電池の電池形態として
は、スパイラル状に巻回した電極素子を円筒形ケースに
挿入した円筒型電池と、折り込んだ電極や矩形状積層電
極素子、又は短冊状の正負極を巻回してなる巻回電極素
子を角型のケースに挿入した角型電池がある。後者の角
型電池は、円筒型電池よりもスペース効率が高く、近年
の機器薄型化に伴い要求が高まっている。[0004] As the battery form of the lithium ion secondary battery, a cylindrical battery in which an electrode element wound in a spiral shape is inserted into a cylindrical case, a folded electrode, a rectangular laminated electrode element, or a strip-like positive and negative electrode There is a prismatic battery in which a wound electrode element formed by winding is wound into a rectangular case. The latter is more space-efficient than the cylindrical battery, and has been increasingly demanded in recent years as devices become thinner.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の小型
二次電池は通常の使用はもちろんのこと、真夏の車中に
おいても使用されるため、高い信頼性が要求される。特
に角型の電池缶は円筒形と比べ強度が弱いため、電池内
圧の上昇にともない変形しやすい。そのため、機器内部
に収納するようなタイプの電池の場合、高温に曝すと電
池内部の電解液の分解により電池が膨張し、ひいては電
池缶の破損、機器の破損を招いてしまうおそれがある。The above-mentioned small secondary battery is used not only in normal use but also in a car in the middle of summer, so that high reliability is required. In particular, a rectangular battery can has a lower strength than a cylindrical battery can, and thus easily deforms with an increase in battery internal pressure. Therefore, in the case of a battery of a type that can be housed inside a device, exposure to a high temperature may cause the battery to expand due to decomposition of the electrolytic solution inside the battery, which may result in damage to the battery can and damage to the device.
【0006】本発明は、このような従来の実情に鑑みて
提案されたものであり、角型の電池について、高温に曝
された場合でも電池内部の電解液の分解を抑えること
で、高温保存特性に優れた、高い信頼性と高エネルギー
密度の非水電解質電池を提供することを目的とする。The present invention has been proposed in view of such a conventional situation. For a rectangular battery, even if it is exposed to a high temperature, the decomposition of the electrolytic solution inside the battery is suppressed so that the battery can be stored at a high temperature. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte battery having excellent characteristics, high reliability and high energy density.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の非水電解質電池
は、正極と、負極と、非水電解質とが角型の電池缶内に
封入されてなり、上記非水電解質は、不飽和環状カーボ
ネートとハロゲン化メトキシベンゼン系化合物とを含有
していることを特徴とする。A non-aqueous electrolyte battery according to the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte sealed in a rectangular battery can. It is characterized by containing a carbonate and a halogenated methoxybenzene compound.
【0008】上述したような本発明に係る非水電解質電
池では、上記非水電解質中に、不飽和環状カーボネート
とハロゲン化メトキシベンゼン系化合物とを含有してい
るので、電池が高温に曝された場合でも、非水電解質の
分解に起因するガス発生が抑制される。特に、上記不飽
和環状カーボネートとしてビニレンカーボネートを、上
記ハロゲン化メトキシベンゼン系化合物として2,4−
フルオロアニゾールを含有している場合に効果的であ
る。In the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention as described above, since the non-aqueous electrolyte contains an unsaturated cyclic carbonate and a halogenated methoxybenzene compound, the battery is exposed to high temperatures. Even in this case, gas generation due to the decomposition of the non-aqueous electrolyte is suppressed. Particularly, vinylene carbonate is used as the unsaturated cyclic carbonate and 2,4-vinylene is used as the halogenated methoxybenzene-based compound.
It is effective when it contains fluoroanisole.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0010】図1及び図2に、本発明に係る非水電解液
電池1の一構成例を示す。この非水電解液電池1は、縦
断面図である図2に示されるように、フィルム状の正極
2と、フィルム状の負極3とが、セパレータ4を介して
密着状態で巻回された電極素子5が、上下端面に絶縁フ
ィルム6を介して電池缶7の内部に装填されてなる。FIGS. 1 and 2 show a configuration example of a nonaqueous electrolyte battery 1 according to the present invention. As shown in FIG. 2 which is a longitudinal sectional view, this non-aqueous electrolyte battery 1 has an electrode in which a film-shaped positive electrode 2 and a film-shaped negative electrode 3 are wound in close contact with a separator 4 interposed therebetween. The element 5 is mounted inside the battery can 7 via the insulating film 6 on the upper and lower end surfaces.
【0011】電池缶7は、扁平の角型をしており、例え
ば鉄からなりその内部にニッケルめっきが施されてい
る。電極素子5が収納された電池缶7の開口部は、例え
ばポリプロピレンからなるケース8を介して電池蓋9に
よって密閉されている。この電池蓋9にはガスケット1
0及び正極端子11が取り付けられており、正極端子1
1は正極リード12によって正極2と接続されている。The battery can 7 has a flat rectangular shape and is made of, for example, iron and nickel-plated inside. The opening of the battery can 7 in which the electrode element 5 is stored is sealed by a battery lid 9 via a case 8 made of, for example, polypropylene. This battery cover 9 has a gasket 1
0 and the positive terminal 11 are attached, and the positive terminal 1
1 is connected to the positive electrode 2 by a positive electrode lead 12.
【0012】上記正極2は、正極活物質と結着剤とを含
有する正極合剤を正極集電体上に塗布、乾燥することに
より作製される。正極集電体には例えばアルミニウム箔
等の金属箔が用いられる。The positive electrode 2 is manufactured by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material and a binder on a positive electrode current collector and drying the mixture. A metal foil such as an aluminum foil is used as the positive electrode current collector.
【0013】正極活物質としては、例えばLixMO2の
一般式で表されるリチウム複合酸化物やLiを含んだ層
間化合物等を用いることができる。なお、Mは一種以上
の遷移金属であり、xは通常0.05≦x≦1.10の
範囲内の値である。As the positive electrode active material, for example, a lithium composite oxide represented by a general formula of Li x MO 2 or an intercalation compound containing Li can be used. Here, M is one or more transition metals, and x is usually a value in the range of 0.05 ≦ x ≦ 1.10.
【0014】上記リチウム複合酸化物を構成する遷移金
属Mとしては、コバルト(Co),ニッケル,(Ni)
又はマンガン(Mn)のうち少なくとも1種であること
が好ましい。リチウム複合酸化物の具体例としては、L
iCoO2,LiNiO2,LixNiyCo1-yO2(xお
よびyの値は電池の充放電状態によって異なり、通常、
0<x<1、0.7<y<1.0である。)あるいはL
iMn2O4などが挙げられる。As the transition metal M constituting the lithium composite oxide, cobalt (Co), nickel, (Ni)
Alternatively, at least one of manganese (Mn) is preferable. Specific examples of the lithium composite oxide include L
iCoO 2 , LiNiO 2 , Li x Ni y Co 1 -y O 2 (The values of x and y vary depending on the charge / discharge state of the battery.
0 <x <1, 0.7 <y <1.0. ) Or L
iMn 2 O 4 and the like.
【0015】さらに、上述したようなリチウム複合酸化
物に加えて、第2のリチウム含有化合物を正極活物質と
して混合して用いることもできる。第2のリチウム含有
化合物としては、例えばLiMoS2、LiTiS2、L
iP2O5、LixFePO4等が挙げられる。Further, in addition to the above-described lithium composite oxide, a second lithium-containing compound can be used as a mixture as a positive electrode active material. As the second lithium-containing compound, for example, LiMoS 2 , LiTiS 2 , L
iP 2 O 5 , Li x FePO 4 and the like.
【0016】そして、これらの正極活物質は、平均粒径
が3μm以上、7μm以下程度の範囲であることが好ま
しい。It is preferable that these positive electrode active materials have an average particle size of about 3 μm or more and about 7 μm or less.
【0017】また、上記正極合剤の結着剤としては、通
常、この種の電池の正極合剤に用いられている公知の結
着剤を用いることができるほか、上記正極合剤に導電剤
等、公知の添加剤を添加することができる。As the binder for the above-mentioned positive electrode mixture, a known binder which is usually used for a positive electrode mixture of this type of battery can be used. And other known additives can be added.
【0018】負極3は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、負極集電体上に塗布、乾燥することによ
り作製される。上記負極集電体には、例えば銅箔等の金
属箔が用いられる。The negative electrode 3 is manufactured by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder on a negative electrode current collector and drying the mixture. A metal foil such as a copper foil is used for the negative electrode current collector, for example.
【0019】負極活物質としては、酸化鉄、酸化ルテニ
ウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタ
ン、ケイ素化合物等の比較的電位が卑な酸化物やその他
酸化物、また、リチウム、リチウム合金等の他リチウム
イオンのドープ、脱ドープが可能な炭素材料が使用可能
である。Examples of the negative electrode active material include oxides having a relatively low potential such as iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, titanium oxide, and silicon compounds, and other oxides; and lithium and lithium alloys. A carbon material capable of doping and undoping lithium ions can be used.
【0020】この炭素材料としては、フェノール樹脂、
アクリル樹脂、ハロゲン化ビニル樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセ
チレン、ポリ(p−フェニレン)等の共役系樹脂、セル
ロース又はその誘導体、任意の有機高分子系化合物、ま
た、特にフルフリルアルコールあるいはフルフラールの
ホモポリマー、コポリマーよりなるフラン樹脂等、また
石油ピッチ等の有機材料のほか、コーヒー豆、竹等の植
物を出発原料として焼成などの手法により炭素化して得
られる炭素質材料が挙げられる。また、天然黒鉛、人造
黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、アセチレンブラック
等のカーボンブラック類、ガラス状炭素、活性炭、炭素
繊維などの炭素材料も好ましく用いることができる。As the carbon material, phenol resin,
Acrylic resin, vinyl halide resin, polyimide resin, polyamide imide resin, polyamide resin, conjugated resin such as polyacetylene, poly (p-phenylene), cellulose or its derivative, any organic polymer compound, and especially furfuryl Furan resins made of homopolymers or copolymers of alcohol or furfural, organic materials such as petroleum pitch, and carbonaceous materials obtained by carbonizing plants such as coffee beans and bamboo by using a method such as firing. Can be Further, carbon materials such as natural graphite, artificial graphite, pyrolytic carbons, cokes, acetylene black and the like, glassy carbon, activated carbon and carbon fiber can also be preferably used.
【0021】また、上記負極合剤の結着剤としては、通
常、この種の電池の負極合剤に用いられている公知の結
着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公知の
添加剤等を添加することができる。As the binder for the negative electrode mixture, a known binder used for a negative electrode mixture of this type of battery can be used, and a known binder for the negative electrode mixture can be used. Additives and the like can be added.
【0022】非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解し
て調製される。The non-aqueous electrolyte is prepared by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent.
【0023】非水溶媒としては、従来より非水電解液に
使用されている種々の非水溶媒を使用することができ
る。例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、ブチレンカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネー
ト、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシメ
タン、γ−ブチロラクトン、バレロラクトン、テトラヒ
ドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−
ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ス
ルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピ
オニトリル等を単独又は2種類以上を混合して使用され
る。As the non-aqueous solvent, various non-aqueous solvents conventionally used for non-aqueous electrolytes can be used. For example, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxymethane, γ-butyrolactone, valerolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-
Dioxolan, 4-methyl-1,3-dioxolan, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile and the like are used alone or in combination of two or more.
【0024】電解質としては、通常、電池電解液に用い
られている公知の電解質を使用することができる。具体
的には、LiPF6、LiClO4、LiAsF6、Li
BF4、LiB(C6H5)4、CH3SO3Li、CF3S
O3Li、LiN(CF3SO2)2、LiC(CF3S
O2)3、LiCl、LiBr等が挙げられる。As the electrolyte, a known electrolyte usually used for a battery electrolyte can be used. Specifically, LiPF 6 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li
BF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , CH 3 SO 3 Li, CF 3 S
O 3 Li, LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 S
O 2 ) 3 , LiCl, LiBr and the like.
【0025】ここで、本発明に係る非水電解質電池で
は、非水電解液中に、不飽和環状カーボネートとハロゲ
ン化メトキシベンゼン系化合物とを含有している。Here, in the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention, the non-aqueous electrolyte contains an unsaturated cyclic carbonate and a halogenated methoxybenzene compound.
【0026】不飽和環状カーボネートとしては、例えば
メチルフェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネ
ート、プロピルフェニルカーボネートのようなアルキル
フェニルカーボネートや、ビニレンカーボネート等が挙
げられるが、その中でも化1に示すようなビニレンカー
ボネートを用いることが特に好ましい。Examples of the unsaturated cyclic carbonate include alkyl phenyl carbonates such as methyl phenyl carbonate, ethyl phenyl carbonate and propyl phenyl carbonate, and vinylene carbonate. Among them, vinylene carbonate shown in Chemical formula 1 is used. Is particularly preferred.
【0027】[0027]
【化1】 Embedded image
【0028】また、ハロゲン化メトキシベンゼン系化合
物としては、例えば4−フルオロアニゾール、2−ブロ
モアニゾール、テトラフルオロアニゾール、2,4−ジ
フルオロアニゾールや、これらのアルキル置換化合物等
が挙げられるが、その中でも化2に示すような2,4−
ジフルオロアニゾールを用いることが特に好ましい。Examples of the halogenated methoxybenzene compound include 4-fluoroanisole, 2-bromoanisole, tetrafluoroanisole, 2,4-difluoroanisole, and alkyl-substituted compounds thereof. However, among them, 2,4-
It is particularly preferred to use difluoroanisole.
【0029】[0029]
【化2】 Embedded image
【0030】不飽和環状カーボネートとハロゲン化メト
キシベンゼン系化合物、特にビニレンカーボネートと、
2,4−ジフルオロアニゾールとを含む非水電解液を使
用することによって、高温に曝された場合でも非水電解
液の分解に起因するガス発生を抑制することができる。
これにより、角型などの扁平電池缶7において、電池が
高温下に保存された場合でも内部でのガス発生による電
池缶7の膨張を抑制することができる。An unsaturated cyclic carbonate and a halogenated methoxybenzene compound, particularly vinylene carbonate,
By using a non-aqueous electrolyte containing 2,4-difluoroanisole, gas generation due to decomposition of the non-aqueous electrolyte can be suppressed even when exposed to high temperatures.
Thereby, in the flat battery can 7 having a rectangular shape or the like, even when the battery is stored at a high temperature, the expansion of the battery can 7 due to gas generation inside can be suppressed.
【0031】一般に、ビニレンカーボネートを非水電解
質中に添加した非水電解質電池では、低温特性は上がる
が、高温保存特性は非常に悪く、高温環境下に長時間放
置した場合、電池容量の劣化が著しいことが本発明者等
の検討により確認されている。すなわち、ビニレンカー
ボネートを含有する非水電解質は、高温環境下に保存さ
れた場合に、電池の内部に発生する酸素ラジカルによっ
て非常に分解されやすかった。Generally, in a non-aqueous electrolyte battery in which vinylene carbonate is added to a non-aqueous electrolyte, low-temperature characteristics are improved, but high-temperature storage characteristics are very poor. It has been confirmed by the present inventors that this is remarkable. That is, the nonaqueous electrolyte containing vinylene carbonate was very easily decomposed by oxygen radicals generated inside the battery when stored in a high-temperature environment.
【0032】そこで、本発明では、非水電解質中にハロ
ゲン化メトキシベンゼン系化合物である2,4−ジフル
オロアニゾールをビニレンカーボネートと共に添加して
いる。この2,4−ジフルオロアニゾールが酸素ラジカ
ルを補足して、非水電解液、特にビニレンカーボネート
と酸素ラジカルとの反応を抑制する。Therefore, in the present invention, 2,4-difluoroanisole, which is a halogenated methoxybenzene compound, is added to the non-aqueous electrolyte together with vinylene carbonate. This 2,4-difluoroanisole captures oxygen radicals and suppresses the reaction between the non-aqueous electrolyte, particularly vinylene carbonate, and oxygen radicals.
【0033】従って、本発明に係る非水電解液電池1で
は、高温環境下に保存された場合であっても、発生する
酸素ラジカルを2,4−ジフルオロアニゾールが補足す
ることにより、ビニレンカーボネートひいては非水電解
液の分解を抑制して、ガス発生を防止することができ
る。Therefore, in the non-aqueous electrolyte battery 1 according to the present invention, even when stored in a high-temperature environment, the generated oxygen radicals are supplemented by 2,4-difluoroanisole, so that vinylene carbonate is obtained. As a result, decomposition of the non-aqueous electrolyte can be suppressed, and gas generation can be prevented.
【0034】ここで、非水電解液中に2,4−ジフルオ
ロアニゾールのみを添加した場合でも、充電状態に生じ
る電池内の厳しい酸化及び還元雰囲気下における正極及
び負極における不可逆反応を抑制して、活物質の失活を
防ぐ効果を得ることができる。Here, even when only 2,4-difluoroanisole is added to the non-aqueous electrolyte, the irreversible reaction in the positive electrode and the negative electrode in a severe oxidizing and reducing atmosphere in the battery caused by charging is suppressed. Thus, an effect of preventing deactivation of the active material can be obtained.
【0035】しかし、メトキシベンゼン系化合物と併せ
てビニレンカーボネートを添加した場合には、ビニレン
カーボネートが活物質と反応し、活物質表面に生成した
反応物がメトキシベンゼン系化合物による劣化抑制反応
時において、ビニレンカーボネートも同時に反応し、よ
り高い抑制効果を発揮するものと考えられる。However, when vinylene carbonate is added together with the methoxybenzene compound, the vinylene carbonate reacts with the active material, and the reactant generated on the surface of the active material undergoes a degradation suppression reaction due to the methoxybenzene compound. It is considered that vinylene carbonate also reacts at the same time and exhibits a higher inhibitory effect.
【0036】また、非水電解液のビニレンカーボネート
含有量は、0.3重量%以上、1.2重量%以下の範囲
が好ましく、かつ、2,4−ジフルオロアニゾールの含
有量が0.05mol/l以上、0.3mol/l以下
の範囲であることが好ましい。The vinylene carbonate content of the non-aqueous electrolyte is preferably in the range of 0.3% by weight to 1.2% by weight, and the content of 2,4-difluoroanisole is 0.05 mol. / L or more and 0.3 mol / l or less.
【0037】ビニレンカーボネート含有量が、0.3重
量%未満であると、高温環境下におけるガス発生を抑制
して、電池缶7の膨張を抑える効果が十分に得られな
い。また、2,4−ジフルオロアニゾールの含有量が
0.05mol/l未満であると、高温環境下において
酸素ラジカルを補足してビニレンカーボネートの分解を
防ぐ効果が十分に得られない。また、ビニレンカーボネ
ートの含有量が1.2重量%を超えたり、2,4−ジフ
ルオロアニゾールの含有量が0.3mol/lを超えた
場合には、非水電解液電池1の電池特性を却って低下さ
せてしまう。When the content of vinylene carbonate is less than 0.3% by weight, the effect of suppressing gas generation in a high temperature environment and suppressing the expansion of the battery can 7 cannot be sufficiently obtained. On the other hand, if the content of 2,4-difluoroanisole is less than 0.05 mol / l, the effect of capturing oxygen radicals in a high-temperature environment and preventing the decomposition of vinylene carbonate cannot be sufficiently obtained. When the content of vinylene carbonate exceeds 1.2% by weight or the content of 2,4-difluoroanisole exceeds 0.3 mol / l, the battery characteristics of the nonaqueous electrolyte battery 1 are reduced. On the contrary, it lowers.
【0038】従って、非水電解液のビニレンカーボネー
ト含有量を、0.3重量%以上、1.2重量%以下の範
囲とし、かつ、2,4−ジフルオロアニゾールの含有量
を0.05mol/l以上、0.3mol/l以下の範
囲とすることで、電池が高温下に保存された場合でも、
非水電解液の分解を抑制し、非水電解液の分解に起因す
るガス発生を防止することができる。さらに、当該化合
物のより好ましい含有量は、ビニレンカーボネート含有
量が、0.6重量%から1.0重量%の範囲であり、か
つ、2,4−ジフルオロアニゾールの含有量が0.1m
ol/l以上、0.3mol/l以下の範囲である。Therefore, the vinylene carbonate content of the non-aqueous electrolyte is in the range of 0.3% by weight or more and 1.2% by weight or less, and the content of 2,4-difluoroanisole is 0.05 mol /%. 1 to 0.3 mol / l, even when the battery is stored at a high temperature,
Decomposition of the non-aqueous electrolyte can be suppressed, and gas generation due to decomposition of the non-aqueous electrolyte can be prevented. Further, a more preferable content of the compound is such that the vinylene carbonate content is in the range of 0.6% by weight to 1.0% by weight and the content of 2,4-difluoroanisole is 0.1 m
ol / l or more and 0.3 mol / l or less.
【0039】上述したような本実施の形態に係る非水電
解液電池1では、非水電解液中に不飽和環状カーボネー
トとハロゲン化メトキシベンゼン系化合物、特にビニレ
ンカーボネートと2,4−ジフルオロアニゾールとが含
有されているので、電池が高温下に保存された場合で
も、非水電解液の分解を抑制し、非水電解液の分解に起
因するガス発生を防止することができる。これにより、
この非水電解液電池1は、電池内部でのガス発生による
電池缶7の膨張が抑制されて、信頼性に優れたものとな
る。In the non-aqueous electrolyte battery 1 according to the present embodiment as described above, the non-aqueous electrolyte contains unsaturated cyclic carbonate and a halogenated methoxybenzene compound, particularly vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole. Therefore, even when the battery is stored at a high temperature, decomposition of the non-aqueous electrolyte can be suppressed, and gas generation due to decomposition of the non-aqueous electrolyte can be prevented. This allows
This nonaqueous electrolyte battery 1 has excellent reliability because the expansion of the battery can 7 due to gas generation inside the battery is suppressed.
【0040】なお、上述した実施の形態では、非水電解
液を用いた非水電解液電池1を例に挙げて説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、非水電解液が
マトリクスポリマによってゲル状となされたゲル状電解
質を用いたゲル状電解質電池についても適用可能であ
る。In the above embodiment, the non-aqueous electrolyte battery 1 using the non-aqueous electrolyte has been described as an example.
The present invention is not limited to this, and is also applicable to a gel electrolyte battery using a gel electrolyte in which a non-aqueous electrolyte is made into a gel by a matrix polymer.
【0041】上述したような本実施の形態に係る角型非
水電解質電池は、種々の大きさにすることができる。ま
た、本発明は、一次電池についても二次電池についても
適用可能である。The rectangular nonaqueous electrolyte battery according to the present embodiment as described above can be formed in various sizes. Further, the present invention is applicable to both primary batteries and secondary batteries.
【0042】[0042]
【実施例】つぎに、本発明の効果を確認すべく行った実
施例について説明するが、本発明はこれに限定されるも
のではない。EXAMPLES Next, examples will be described in which the effects of the present invention are confirmed, but the present invention is not limited to these examples.
【0043】まず、以下のようにしてサンプルとなる角
型非水電解液二次電池を作製した。First, a square nonaqueous electrolyte secondary battery as a sample was prepared as follows.
【0044】〈サンプル1〉まず、H/C原子比が0.
6〜0.8の範囲から適当に選んだ石油ピッチを粉砕
し、空気気流中で酸化処理して炭素前駆体を得た。この
炭素前駆体のキノリン不溶分(JIS遠心法:K242
5−1983)は80%であり、また酸素含有率(有機
元素分析法による)は15.4重量%であった。<Sample 1> First, the H / C atomic ratio was set to 0.1.
A petroleum pitch appropriately selected from the range of 6 to 0.8 was pulverized and oxidized in an air stream to obtain a carbon precursor. Quinoline-insoluble matter of this carbon precursor (JIS centrifugation: K242
5-1983) was 80% and the oxygen content (by organic elemental analysis) was 15.4% by weight.
【0045】この炭素前駆体を窒素気流中で1000℃
に昇温して熱処理した後、粉砕し、平均粒径10μmの
炭素材料粉末とした。なお、このとき得られた難黒鉛化
炭素材料についてX線回析測定を行った結果、(00
2)面の面間隔は0.381nmであり、真比重は1.
54g/cm3であった。The carbon precursor was heated at 1000 ° C. in a nitrogen stream.
And heat-treated, and then pulverized to obtain a carbon material powder having an average particle size of 10 μm. In addition, as a result of performing X-ray diffraction measurement on the non-graphitizable carbon material obtained at this time, (00
2) The plane spacing is 0.381 nm, and the true specific gravity is 1.
It was 54 g / cm 3 .
【0046】この炭素材料を90重量部と、結着剤とし
てポリフッ化ビニリデンを10重量部とを混合して負極
合剤を調製し、この負極合剤を溶剤であるN−メチル−
2−ピロリドンに分散させてスラリー状にし、負極スラ
リーを調製した。90 parts by weight of this carbon material and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture was mixed with N-methyl-
A negative electrode slurry was prepared by dispersing in 2-pyrrolidone to form a slurry.
【0047】そして、このようにして得られた負極スラ
リーを負極集電体となる厚さ15μmの帯状銅箔の両面
に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機で圧縮
成型し、帯状の負極3を作製した。The negative electrode slurry thus obtained is uniformly coated on both sides of a 15 μm-thick strip-shaped copper foil serving as a negative electrode current collector, dried, and then compression-molded by a roll press to form a strip. The negative electrode 3 was produced.
【0048】つぎに、正極2を以下のようにして作製し
た。Next, the positive electrode 2 was produced as follows.
【0049】炭酸リチウムと炭酸コバルトを0.5モ
ル:1.0モルの比率で混合し、900℃で5時間空気
中で焼成し、粒径が5.0±2.0μmのLiCoO2
を得た。Lithium carbonate and cobalt carbonate were mixed at a ratio of 0.5 mol: 1.0 mol and calcined at 900 ° C. for 5 hours in air to obtain LiCoO 2 having a particle size of 5.0 ± 2.0 μm.
I got
【0050】このようにして得られたLiCoO2を9
1重量部と、導電剤であるグラファイトを6重量部と、
結着剤としてポリフッ化ビニリデンを3重量部とを混合
して正極混合物を調製し、この正極混合物を溶剤である
N−メチル−2−ピロリドンに分散させてスラリー状に
し、正極スラリーを調製した。The LiCoO 2 obtained in this manner was converted to 9
1 part by weight, 6 parts by weight of graphite as a conductive agent,
A positive electrode mixture was prepared by mixing 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and this positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a slurry to prepare a positive electrode slurry.
【0051】そして、このようにして得られた正極スラ
リーを正極集電体となる厚さ20μmの帯状アルミニウ
ム箔の両面に均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレ
ス機で圧縮成型し、帯状の正極2を作製した。The positive electrode slurry thus obtained is uniformly applied to both sides of a 20 μm-thick strip-shaped aluminum foil serving as a positive electrode current collector, dried, and then compression-molded by a roll press to form a strip. Of positive electrode 2 was produced.
【0052】以上のようにして作製した帯状の負極3と
正極2とを、厚さ20μmの微多孔性ポリプロピレンよ
りなるセパレータ4を介して負極3、セパレータ4、正
極2、セパレータ4の順に積層し、多数回巻回した。そ
して、最外周に位置する負極集電体である銅箔の最終端
部を幅40mmの素子接着テープ13で固定することに
より、電極素子5を作製した。The strip-shaped negative electrode 3 and the positive electrode 2 manufactured as described above are laminated in order of the negative electrode 3, the separator 4, the positive electrode 2, and the separator 4 via the separator 4 made of microporous polypropylene having a thickness of 20 μm. , Wound many times. Then, the electrode element 5 was manufactured by fixing the final end portion of the copper foil as the negative electrode current collector located at the outermost periphery with the element adhesive tape 13 having a width of 40 mm.
【0053】このようにして作製した電極素子5を、図
2に示すようにニッケルめっきを施した鉄製扁平型電池
缶7に収納し、電極素子5の上下端面に絶縁シート6を
配置した。The electrode element 5 manufactured as described above was housed in a nickel-plated iron flat battery can 7 as shown in FIG. 2, and an insulating sheet 6 was placed on the upper and lower end surfaces of the electrode element 5.
【0054】ついで、アルミニウム製正極リード12を
正極集電体から導出して、予めガスケット10を介して
電池蓋9に取り付けられた正極端子11に溶接し、電池
缶7と電池蓋とをレーザー溶接により固定した。Next, the positive electrode lead 12 made of aluminum was led out of the positive electrode current collector, and was welded to the positive electrode terminal 11 previously attached to the battery cover 9 via the gasket 10, and the battery can 7 and the battery cover were laser-welded. And fixed.
【0055】そして、エチレンカーボネートとジメチル
カーボネートとの等容量混合溶媒にLiPF6を1.0
mol/lの割合で溶解させ、さらに2,4−ジフルオ
ロアニゾールを0.1mol/lの割合で添加して調製
した電解液を電解液注入口から注入し、電解液注入口を
溶接することで電池内の気密性を保持させ、図1及び図
2に示すような、高さ(H)48mm、幅(W)34m
m、厚み(T)6mmの角型非水電解液二次電池を作製
した。Then, LiPF 6 was added to an equal volume mixed solvent of ethylene carbonate and dimethyl carbonate in an amount of 1.0%.
dissolving at a rate of 0.1 mol / l, further adding 2,4-difluoroanisole at a rate of 0.1 mol / l, and injecting the prepared electrolyte from the electrolyte inlet, and welding the electrolyte inlet. To maintain the airtightness inside the battery, and as shown in FIGS. 1 and 2, a height (H) of 48 mm and a width (W) of 34 m
A square nonaqueous electrolyte secondary battery having a thickness of m and a thickness (T) of 6 mm was produced.
【0056】〈サンプル2〉非水電解液中にビニレンカ
ーボネートを0.6重量%の割合で、2,4−ジフルオ
ロアニゾールを0.1mol/lの割合で添加したこと
以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電
池を作製した。<Sample 2> Sample 2 was identical to Sample 1 except that vinylene carbonate was added at a ratio of 0.6% by weight and 2,4-difluoroanisole at a ratio of 0.1 mol / l in the non-aqueous electrolyte. Similarly, a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery was produced.
【0057】〈サンプル3〉非水電解液中にビニレンカ
ーボネートを1.0重量%の割合で、2,4−ジフルオ
ロアニゾールを0.1mol/lの割合で添加したこと
以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電
池を作製した。<Sample 3> Sample 3 was identical to Sample 1 except that vinylene carbonate was added to the nonaqueous electrolyte at a ratio of 1.0% by weight and 2,4-difluoroanisole at a ratio of 0.1 mol / l. Similarly, a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery was produced.
【0058】〈サンプル4〉非水電解液中にビニレンカ
ーボネートを1.5重量%の割合で、2,4−ジフルオ
ロアニゾールを0.1mol/lの割合で添加したこと
以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電
池を作製した。<Sample 4> Sample 4 was prepared in the same manner as in Sample 1, except that vinylene carbonate was added at a ratio of 1.5% by weight and 2,4-difluoroanisole at a ratio of 0.1 mol / l. Similarly, a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery was produced.
【0059】〈サンプル5〉非水電解液中にビニレンカ
ーボネートを2.0重量%の割合で、2,4−ジフルオ
ロアニゾールを0.1mol/lの割合で添加したこと
以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電
池を作製した。<Sample 5> Sample 5 was prepared in the same manner as in Sample 1 except that vinylene carbonate was added at a ratio of 2.0% by weight and 2,4-difluoroanisole at a ratio of 0.1 mol / l in the non-aqueous electrolyte. Similarly, a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery was produced.
【0060】〈サンプル6〉非水電解液中に何も添加し
なかったこと以外は、サンプル1と同様にして角型非水
電解液二次電池を作製した。<Sample 6> A rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery was fabricated in the same manner as in Sample 1, except that nothing was added to the non-aqueous electrolyte.
【0061】〈サンプル7〉非水電解液中にビニレンカ
ーボネートを0.3重量%の割合で添加したこと以外
は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電池を
作製した。<Sample 7> A prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that vinylene carbonate was added to the non-aqueous electrolyte at a ratio of 0.3% by weight.
【0062】〈サンプル8〉非水電解液中にビニレンカ
ーボネートを0.6重量%の割合で添加したこと以外
は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電池を
作製した。<Sample 8> A prismatic non-aqueous electrolyte secondary battery was fabricated in the same manner as in Sample 1, except that vinylene carbonate was added to the non-aqueous electrolyte at a ratio of 0.6% by weight.
【0063】〈サンプル9〉非水電解液中にビニレンカ
ーボネートを0.9重量%の割合で添加したこと以外
は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電池を
作製した。<Sample 9> A rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery was fabricated in the same manner as in Sample 1, except that vinylene carbonate was added at a ratio of 0.9% by weight to the non-aqueous electrolyte.
【0064】〈サンプル10〉非水電解液中にビニレン
カーボネートを1.0重量%の割合で添加したこと以外
は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電池を
作製した。<Sample 10> A rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that vinylene carbonate was added to the non-aqueous electrolyte at a ratio of 1.0% by weight.
【0065】〈サンプル11〉非水電解液中にビニレン
カーボネートを1.2重量%の割合で添加したこと以外
は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電池を
作製した。<Sample 11> A rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Sample 1, except that vinylene carbonate was added to the non-aqueous electrolyte at a ratio of 1.2% by weight.
【0066】〈サンプル12〉非水電解液中にビニレン
カーボネートを2.0重量%の割合で添加したこと以外
は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電池を
作製した。<Sample 12> A square non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 1, except that vinylene carbonate was added to the non-aqueous electrolyte at a ratio of 2.0% by weight.
【0067】〈サンプル13〉非水電解液中にビニレン
カーボネートを3.0重量%の割合で添加したこと以外
は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次電池を
作製した。<Sample 13> A square nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 1, except that vinylene carbonate was added to the nonaqueous electrolyte at a ratio of 3.0% by weight.
【0068】〈サンプル14〉非水電解液中にビニレン
カーボネートを0.6重量%の割合で、2,4−ジフル
オロアニゾールを0.05mol/lの割合で添加した
こと以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二
次電池を作製した。<Sample 14> Sample 14 was prepared in the same manner as in Sample 1 except that vinylene carbonate was added at a ratio of 0.6% by weight and 2,4-difluoroanisole at a ratio of 0.05 mol / l in the non-aqueous electrolyte. Similarly, a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery was produced.
【0069】〈サンプル15〉非水電解液中にビニレン
カーボネートを0.6重量%の割合で、2,4−ジフル
オロアニゾールを0.1mol/lの割合で添加したこ
と以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次
電池を作製した。<Sample 15> Sample 15 was prepared in the same manner as in Sample 1 except that vinylene carbonate was added at a ratio of 0.6% by weight and 2,4-difluoroanisole at a ratio of 0.1 mol / l. Similarly, a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery was produced.
【0070】〈サンプル16〉非水電解液中にビニレン
カーボネートを0.6重量%の割合で、2,4−ジフル
オロアニゾールを0.2mol/lの割合で添加したこ
と以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次
電池を作製した。<Sample 16> Sample 16 was identical to Sample 1 except that vinylene carbonate was added at a ratio of 0.6% by weight and 2,4-difluoroanisole at a ratio of 0.2 mol / l in the nonaqueous electrolyte. Similarly, a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery was produced.
【0071】〈サンプル17〉非水電解液中にビニレン
カーボネートを0.6重量%の割合で、2,4−ジフル
オロアニゾールを0.3mol/lの割合で添加したこ
と以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解液二次
電池を作製した。<Sample 17> Sample 17 was identical to Sample 1 except that vinylene carbonate was added at a ratio of 0.6% by weight and 2,4-difluoroanisole was added at a ratio of 0.3 mol / l in the non-aqueous electrolyte. Similarly, a prismatic nonaqueous electrolyte secondary battery was produced.
【0072】〈サンプル18〉非水電解液中に2,4−
ジフルオロアニゾールを0.05mol/lの割合で添
加したこと以外は、サンプル1と同様にして角型非水電
解液二次電池を作製した。<Sample 18> 2,4-
A rectangular non-aqueous electrolyte secondary battery was fabricated in the same manner as in Sample 1, except that difluoroanisole was added at a rate of 0.05 mol / l.
【0073】〈サンプル19〉非水電解液中に2,4−
ジフルオロアニゾールを0.2mol/lの割合で添加
したこと以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解
液二次電池を作製した。<Sample 19> 2,4-
A square nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 1, except that difluoroanisole was added at a rate of 0.2 mol / l.
【0074】〈サンプル20〉非水電解液中に2,4−
ジフルオロアニゾールを0.3mol/lの割合で添加
したこと以外は、サンプル1と同様にして角型非水電解
液二次電池を作製した。<Sample 20> 2,4-
A square nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Sample 1, except that difluoroanisole was added at a rate of 0.3 mol / l.
【0075】以上のようにして作製された電池につい
て、4.2Vの定電圧、280mAの定電流で5時間充
電した後の電池缶7の厚み(T1)を測定した。なお、
電池缶7の厚みは、電池缶7の側面の中心、すなわち図
1中×で示すA部分で測定される最大厚みとした。ま
た、4.2Vで充電後、80℃で168時間保存した後
の電池缶7の厚み(T2)を測定した。そして、(T2−
T1)/T2×100より、電池缶厚み増加率(%)を算
出した。The thickness (T 1 ) of the battery can 7 after charging the battery prepared as described above at a constant voltage of 4.2 V and a constant current of 280 mA for 5 hours was measured. In addition,
The thickness of the battery can 7 was the maximum thickness measured at the center of the side surface of the battery can 7, that is, at the portion A indicated by x in FIG. Further, the thickness (T 2 ) of the battery can 7 after being charged at 4.2 V and stored at 80 ° C. for 168 hours was measured. And (T 2 −
The rate of increase in battery can thickness (%) was calculated from T 1 ) / T 2 × 100.
【0076】まず、ビニレンカーボネートの添加量を変
えながら、ビニレンカーボネートと2,4−ジフルオロ
アニゾールとの両方を添加したサンプル1〜サンプル5
の電池について、ビニレンカーボネートの添加量と、電
池缶厚み増加率との関係を図3に示す。First, while changing the amount of vinylene carbonate to be added, samples 1 to 5 containing both vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole were added.
FIG. 3 shows the relationship between the amount of vinylene carbonate added and the rate of increase in the thickness of the battery can for the battery No. 1.
【0077】図3から、ビニレンカーボネートを添加し
ていないサンプル1よりもビニレンカーボネートを0.
3重量%以上、1.2重量%以下の範囲で添加したサン
プル2〜サンプル3では電池缶厚み増加率が減少してい
ることがわかる。From FIG. 3, it was found that vinylene carbonate was 0.1% higher than that of sample 1 to which vinylene carbonate was not added.
It can be seen that the rate of increase in the thickness of the battery can is reduced in Samples 2 and 3 in which the content is in the range of 3% by weight or more and 1.2% by weight or less.
【0078】これは、初期の充電でビニレンカーボネー
トが分解しその分解生成物が負極表面を覆うことによっ
て高温下での電解液の分解、及び電解液の分解に起因す
るガス発生を防いでいることによるものと推定される。This is because vinylene carbonate is decomposed in the initial charge and the decomposition product covers the negative electrode surface, thereby preventing decomposition of the electrolytic solution at a high temperature and gas generation due to decomposition of the electrolytic solution. It is presumed to be due to
【0079】しかし、ビニレンカーボネートを1.2重
量%以上も添加したサンプル4、サンプル5では、初期
の充電で分解せずに残ってしまったビニレンカーボネー
トが高温下で分解し続け、電池缶の膨れは増大してしま
っている。However, in Samples 4 and 5 to which vinylene carbonate was added in an amount of 1.2% by weight or more, vinylene carbonate remaining without being decomposed by the initial charge continued to decompose at a high temperature, and the battery can swelled. Is increasing.
【0080】従って、ビニレンカーボネート添加量には
最適値が存在し、ビニレンカーボネートの添加量が0.
3重量%以上、1.2重量%以下の範囲としたときに、
電池缶厚み増加率が小さく、電池缶の膨張が抑制されて
いることがわかる。そして、ビニレンカーボネートの添
加量が0.6重量%以上、1.0重量%以下の範囲のと
きに、特に好ましい効果が得られていることがわかる。Therefore, there is an optimum value for the amount of vinylene carbonate to be added, and the amount of vinylene carbonate to be added should be in the range of 0.
When the range is 3% by weight or more and 1.2% by weight or less,
It can be seen that the rate of increase in the thickness of the battery can is small, and the expansion of the battery can is suppressed. It can be seen that particularly favorable effects are obtained when the amount of vinylene carbonate is in the range of 0.6% by weight or more and 1.0% by weight or less.
【0081】さらに、ビニレンカーボネートの添加量を
変えながら、ビニレンカーボネートのみを添加したサン
プル6〜サンプル13の電池についても、ビニレンカー
ボネートの添加量と、電池缶厚み増加率との関係を図4
に示す。Further, for the batteries of Samples 6 to 13 to which only vinylene carbonate was added while changing the amount of vinylene carbonate, the relationship between the amount of vinylene carbonate added and the rate of increase in the thickness of the battery can was also shown in FIG.
Shown in
【0082】図4からも、ビニレンカーボネートのみを
添加した場合でも、ビニレンカーボネートの添加量が
0.3重量%以上、1.2重量%以下以下の範囲のとき
に、好ましい効果が得られていることがわかる。FIG. 4 shows that even when only vinylene carbonate is added, a favorable effect is obtained when the amount of vinylene carbonate is in the range of 0.3% by weight or more and 1.2% by weight or less. You can see that.
【0083】しかし、図3と図4とを比較して明らかな
ように、ビニレンカーボネートの添加量が同じである場
合には、ビニレンカーボネートと2,4−ジフルオロア
ニゾール両方を添加した図3のほうが電池缶厚み増加抑
制の効果が顕著に現れている。However, as is apparent from a comparison between FIG. 3 and FIG. 4, when the amount of vinylene carbonate added is the same, FIG. 3 obtained by adding both vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole The effect of suppressing the increase in the thickness of the battery can is more pronounced.
【0084】これは、初期の充電でビニレンカーボネー
トと2,4−ジフルオロアニゾールが両方分解し、その
分解生成物が負極表面を覆うことによって高温下での電
解液の分解を防いでいることによるものと推定される。
また、ビニレンカーボネート単独の表面被膜よりビニレ
ンカーボネートと2,4−ジフルオロアニゾール両方の
表面被膜のほうが高温下での電解液の分解をより防ぐた
めと考えられる。This is because vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole are both decomposed in the initial charge, and the decomposition products cover the negative electrode surface, thereby preventing the decomposition of the electrolytic solution at a high temperature. It is presumed that.
It is also considered that the surface coating of both vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole prevents the decomposition of the electrolyte at a high temperature more than the surface coating of vinylene carbonate alone.
【0085】従って、ビニレンカーボネートと2,4−
ジフルオロアニゾール両方を添加することで、電解液の
分解によるガス発生を防ぎ、電池缶の膨張をより効果的
に抑制することができることがわかる。Therefore, vinylene carbonate and 2,4-
It is understood that by adding both difluoroanisole, gas generation due to decomposition of the electrolytic solution can be prevented, and the expansion of the battery can can be more effectively suppressed.
【0086】つぎに、2,4−ジフルオロアニゾールの
添加量を変えながら、ビニレンカーボネートと2,4−
ジフルオロアニゾールとの両方を添加したサンプル8及
びサンプル14〜サンプル17の電池について、2,4
−ジフルオロアニゾールの添加量と、電池缶厚み増加率
との関係を図5に示す。Next, vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole were added while changing the amount of 2,4-difluoroanisole added.
For the batteries of Sample 8 and Samples 14 to 17 to which both difluoroanisole were added, 2, 4
FIG. 5 shows the relationship between the amount of difluoroanisole added and the rate of increase in the thickness of the battery can.
【0087】図5から、2,4−ジフルオロアニゾール
を添加していないサンプル8よりも2,4−ジフルオロ
アニゾールを0.05mol/l以上、0.3mol/
l以下の範囲で添加したサンプル14〜サンプル17で
は電池缶厚み増加率が減少していることがわかる。一
方、2,4−ジフルオロアニゾールを0.3mol/l
以上も添加した場合では、電池缶の膨れは増大してしま
うことが確認されている。As shown in FIG. 5, 2,4-difluoroanisole was more than 0.05 mol / l and 0.3 mol / l more than Sample 8, to which 2,4-difluoroanisole was not added.
It can be seen that in the samples 14 to 17 added in the range of 1 or less, the rate of increase in the thickness of the battery can is reduced. On the other hand, 0.3 mol / l of 2,4-difluoroanisole
It has been confirmed that the addition of the above also increases the swelling of the battery can.
【0088】従って、2,4−ジフルオロアニゾール添
加量には最適値が存在し、2,4−ジフルオロアニゾー
ルの添加量を0.05mol/l以上、0.3mol/
l以下の範囲としたときに、電池缶厚み増加率が小さ
く、電池缶の膨張が抑制されていることがわかる。そし
て、2,4−ジフルオロアニゾールの添加量が0.1m
ol/l以上、0.3mol/l以下の範囲のときに、
特に好ましい効果が得られていることがわかる。Accordingly, there is an optimum value for the amount of 2,4-difluoroanisole added, and the amount of 2,4-difluoroanisole added is 0.05 mol / l or more and 0.3 mol / l or more.
It can be seen that when the range is 1 or less, the rate of increase in the thickness of the battery can is small and the expansion of the battery can is suppressed. And, the added amount of 2,4-difluoroanisole is 0.1 m
ol / l or more and 0.3 mol / l or less,
It can be seen that a particularly favorable effect has been obtained.
【0089】さらに、2,4−ジフルオロアニゾールの
添加量の添加量を変えながら、2,4−ジフルオロアニ
ゾールの添加量を添加したサンプル1、サンプル6及び
サンプル18〜サンプル20の電池についても、2,4
−ジフルオロアニゾールの添加量と、電池缶厚み増加率
との関係を図6に示す。Further, the batteries of Sample 1, Sample 6, and Samples 18 to 20 to which the added amount of 2,4-difluoroanisole was added while changing the added amount of 2,4-difluoroanisole were also used. , 2, 4
FIG. 6 shows the relationship between the amount of difluoroanisole added and the rate of increase in the battery can thickness.
【0090】図6からも、2,4−ジフルオロアニゾー
ルのみを添加した場合でも、2,4−ジフルオロアニゾ
ールの添加量が0.05mol/l以上、0.3mol
/l以下の範囲のときに、好ましい効果が得られている
ことがわかる。FIG. 6 shows that, even when only 2,4-difluoroanisole was added, the amount of 2,4-difluoroanisole added was 0.05 mol / l or more and 0.3 mol / l or more.
It can be seen that a favorable effect is obtained when the ratio is not more than / l.
【0091】しかし、図5と図6とを比較して明らかな
ように、2,4−ジフルオロアニゾールの添加量が同じ
である場合には、ビニレンカーボネートと2,4−ジフ
ルオロアニゾール両方を添加した図5のほうが電池缶厚
み増加抑制の効果が顕著に現れている。However, as is apparent from a comparison between FIG. 5 and FIG. 6, when the added amount of 2,4-difluoroanisole is the same, both vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole are used. In FIG. 5, the effect of suppressing the increase in the thickness of the battery can is more remarkably exhibited.
【0092】これは、初期の充電でビニレンカーボネー
トが分解しその分解生成物が負極表面を覆うことによっ
て高温下での電解液の分解、及び電解液の分解に起因す
るガス発生を防いでいることによるものと推定される。
さらに、初期の充電でビニレンカーボネートと2,4−
ジフルオロアニゾールが両方分解し、その分解生成物が
負極表面を覆うことによって高温下での電解液の分解を
防いでいることによるものと推定される。また、ビニレ
ンカーボネート単独の表面被膜よりビニレンカーボネー
トと2,4−ジフルオロアニゾール両方の表面被膜のほ
うが高温下での電解液の分解をより防ぐためと考えられ
る。This is because vinylene carbonate is decomposed at the initial charge and the decomposition product covers the negative electrode surface, thereby preventing decomposition of the electrolytic solution at a high temperature and gas generation due to decomposition of the electrolytic solution. It is presumed to be due to
Furthermore, vinylene carbonate and 2,4-
It is presumed that both difluoroanisole decomposed, and the decomposition products covered the negative electrode surface, thereby preventing the decomposition of the electrolytic solution at high temperatures. It is also considered that the surface coating of both vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole is more likely to prevent the decomposition of the electrolyte at high temperatures than the surface coating of vinylene carbonate alone.
【0093】従って、ビニレンカーボネートと2,4−
ジフルオロアニゾール両方を添加することで、電解液の
分解によるガス発生を防ぎ、電池缶の膨張をより効果的
に抑制することができることがわかる。Therefore, vinylene carbonate and 2,4-
It is understood that by adding both difluoroanisole, gas generation due to decomposition of the electrolytic solution can be prevented, and the expansion of the battery can can be more effectively suppressed.
【0094】[0094]
【発明の効果】本発明では、非水電解質中に非水電解液
中に不飽和環状カーボネートとハロゲン化メトキシベン
ゼン系化合物、特にビニレンカーボネートと2,4−ジ
フルオロアニゾールとの両方を添加することによって、
高温に曝されても、電解液の分解によるガス発生を防
ぎ、電池缶の膨張を抑制することができる。これによ
り、本発明では信頼性の高い非水電解質電池を実現する
ことができる。According to the present invention, an unsaturated cyclic carbonate and a halogenated methoxybenzene compound, particularly, both vinylene carbonate and 2,4-difluoroanisole, are added to a nonaqueous electrolyte in a nonaqueous electrolyte. By
Even when exposed to a high temperature, gas generation due to decomposition of the electrolytic solution can be prevented, and expansion of the battery can can be suppressed. Thereby, in the present invention, a highly reliable nonaqueous electrolyte battery can be realized.
【図1】本発明に係る非水電解質電池の一例を示す斜視
図である。FIG. 1 is a perspective view showing an example of a non-aqueous electrolyte battery according to the present invention.
【図2】図1に示される非水電解質電池の縦断面図であ
る。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the nonaqueous electrolyte battery shown in FIG.
【図3】非水電解質中にビニレンカーボネートと2,4
−ジフルオロアニゾールの両方を添加した電池につい
て、ビニレンカーボネートの添加量と電池缶厚み増加率
との関係を示す図である。FIG. 3 shows vinylene carbonate and 2,4 in a non-aqueous electrolyte.
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the amount of vinylene carbonate added and the rate of increase in the battery can thickness for a battery to which both difluoroanisole were added.
【図4】非水電解質中にビニレンカーボネートのみを添
加した電池について、ビニレンカーボネートの添加量と
電池缶厚み増加率との関係を示す図である。FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of vinylene carbonate added and the rate of increase in the thickness of a battery can for a battery in which only vinylene carbonate is added to a non-aqueous electrolyte.
【図5】非水電解質中にビニレンカーボネートと2,4
−ジフルオロアニゾールの両方を添加した電池につい
て、2,4−ジフルオロアニゾールの添加量と電池缶厚
み増加率との関係を示す図である。FIG. 5 shows vinylene carbonate and 2,4 in a non-aqueous electrolyte.
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of 2,4-difluoroanisole added and the rate of increase in battery can thickness for a battery to which both -difluoroanisole are added.
【図6】非水電解質中に2,4−ジフルオロアニゾール
のみを添加した電池について、2,4−ジフルオロアニ
ゾールの添加量と電池缶厚み増加率との関係を示す図で
ある。FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of 2,4-difluoroanisole added and the rate of increase in the thickness of a battery can for a battery in which only 2,4-difluoroanisole is added to a nonaqueous electrolyte.
1 非水電解液電池、 2 正極、 3 負極、 4
セパレータ、 5 電極素子、 6 絶縁フィルム、
7 電池缶、 8 ケース、 9 電池蓋、10 ガス
ケット1 Non-aqueous electrolyte battery, 2 Positive electrode, 3 Negative electrode, 4
Separator, 5 electrode element, 6 insulating film,
7 Battery can, 8 Case, 9 Battery cover, 10 Gasket
Claims (4)
電池缶内に封入されてなる非水電解質電池であって、 上記非水電解質は、不飽和環状カーボネートとハロゲン
化メトキシベンゼン系化合物とを含有していることを特
徴とする非水電解質電池。1. A non-aqueous electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte sealed in a rectangular battery can, wherein the non-aqueous electrolyte comprises an unsaturated cyclic carbonate and a halogenated methoxybenzene. A non-aqueous electrolyte battery characterized by containing a base compound.
カーボネートであり、上記ハロゲン化メトキシベンゼン
系化合物が2,4−フルオロアニゾールであることを特
徴とする請求項1記載の非水電解質電池。2. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the unsaturated cyclic carbonate is vinylene carbonate, and the halogenated methoxybenzene compound is 2,4-fluoroanisole.
ネートを、0.3重量%以上、1.2重量%以下の範囲
で含有し、かつ、上記2,4−ジフルオロアニゾールを
0.05mol/l以上、0.3mol/l以下の範囲
で含有することを特徴とする請求項2記載の非水電解質
電池。3. The non-aqueous electrolyte contains the vinylene carbonate in a range of 0.3% by weight or more and 1.2% by weight or less, and 0.05 mol / l of the 2,4-difluoroanisole. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 2, wherein the content is in the range of 1 to 0.3 mol / l.
チウム含有層間化合物を正極活物質として含有し、 上記負極は、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能
な材料を負極活物質として含有することを特徴とする請
求項1記載の非水電解質電池。4. The positive electrode contains a lithium composite oxide or a lithium-containing interlayer compound as a positive electrode active material, and the negative electrode contains a material capable of doping / dedoping lithium ions as a negative electrode active material. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein:
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