JP2002033122A - Nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte battery

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JP2002033122A
JP2002033122A JP2000216420A JP2000216420A JP2002033122A JP 2002033122 A JP2002033122 A JP 2002033122A JP 2000216420 A JP2000216420 A JP 2000216420A JP 2000216420 A JP2000216420 A JP 2000216420A JP 2002033122 A JP2002033122 A JP 2002033122A
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JP
Japan
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battery
lithium
negative electrode
mol
electrolyte
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Application number
JP2000216420A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuo Inamasu
徳雄 稲益
Hiroyuki Yoshida
寛之 吉田
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Yuasa Corp
Original Assignee
Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte battery having excellent rate characteristics, high energy density and high safety. SOLUTION: The object can be attained by constituting a positive electrode and a negative electrode of transition metal oxide containing lithium and graphite, respectively, including at least ethylene carbonate and γ-butyrolactone in a solvent, using lithium tetrafluoroborate as an electrolyte salt and setting density of the electrolyte salt to >=1.3 mol/l and <=2.3 mol/l.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は非水電解質電池に関
し、特に非水電解質電池の電解液組成に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery, and more particularly to an electrolyte composition for a non-aqueous electrolyte battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、電子技術の大きな進歩により、一
般ユーザー向けの携帯機器の小型軽量化が進んでいる。
電池に対しても小型軽量化の要求が高まっている。さら
に高エネルギー密度を有する電池が強く要望されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, with the great progress in electronic technology, portable devices for general users have been reduced in size and weight.
The demand for smaller and lighter batteries is also increasing. Further, there is a strong demand for a battery having a high energy density.

【0003】非水電解質電池の場合、電気化学的活性物
質としては、層状化合物のインターカレーションまた
は、ドーピング現象を利用したものについて特に研究さ
れており、これらは極めて優れた充放電サイクル性能が
期待される。例えば、負極にグラファイトを電気化学的
活性物質として用いるという例も、電気化学的活性物質
のサイクル特性等の問題点を解決する策として現れたも
のである。このグラファイトの特徴は、高いドープ容
量、低い自己放電率、優れたサイクル特性、そして最も
特筆すべきことは、金属リチウムに極めて近い卑電位を
有することである。つまり、上記のような目的を達成す
る非水電解質電池として、リチウムイオン電池の場合、
正極にリチウム含有遷移金属酸化物、負極にグラファイ
トに代表される炭素質材料、電解質にはエチレンカーボ
ネート等の溶剤に六フッ化リン酸リチウム(LiP
6)を溶解した電解液が用いられている。この電解質
に用いられているLiPF6は電池内部に存在する微量
水分と反応して、フッ酸を放出することが知られてい
る。フッ酸はリチウムイオン電池の性能を低下させる原
因物質の一つである。
In the case of non-aqueous electrolyte batteries, as an electrochemically active substance, a substance utilizing intercalation or doping of a layered compound has been particularly studied, and these are expected to have extremely excellent charge / discharge cycle performance. Is done. For example, an example in which graphite is used as an electrochemically active material for a negative electrode has also emerged as a measure to solve problems such as cycle characteristics of the electrochemically active material. This graphite is characterized by a high doping capacity, a low self-discharge rate, excellent cycling properties, and most notably, a base potential very close to lithium metal. That is, in the case of a lithium ion battery as a non-aqueous electrolyte battery that achieves the above-described object,
A lithium-containing transition metal oxide is used for the positive electrode, a carbonaceous material such as graphite is used for the negative electrode, and lithium hexafluorophosphate (LiP) is used for the electrolyte such as ethylene carbonate or the like.
An electrolytic solution in which F 6 ) is dissolved is used. It is known that LiPF 6 used in this electrolyte reacts with a trace amount of water present inside the battery to release hydrofluoric acid. Hydrofluoric acid is one of the causative substances that degrade the performance of lithium ion batteries.

【0004】一方、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF
4)は水と反応しにくいことが知られており、水と結合
して安定化する性質がある。従って、電解質にLiBF
4を用いると、フッ酸に起因する電池の性能低下が解決
できる。そのことから電池の長期信頼性も改善されるこ
とになる。
On the other hand, lithium tetrafluoroborate (LiBF)
4 ) is known to hardly react with water, and has the property of stabilizing by combining with water. Therefore, the electrolyte is LiBF
The use of 4 can solve the performance deterioration of the battery caused by hydrofluoric acid. This also improves the long-term reliability of the battery.

【0005】一般に負極にグラファイトを用いる場合、
エチレンカーボネートをベースにした溶剤組成が提案さ
れている。しかしながら、エチレンカーボネートを主溶
剤とすると低温特性に問題が生じる。即ち、エチレンカ
ーボネートの融点は37℃であり、電解液が凝固するか
らである。非水電解質二次電池の低温特性を向上する目
的で、特許公報第2830365号には、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ンを用いる提案がなされている。しかしながら、電解液
のリチウム塩にLiClO4が用いられており,安全性に
課題があった。さらに、非水二次電池の電流効率を向上
する目的で、特開平6−20721号公開にはエチレン
カーボネート、γ−ブチロラクトンを用いた提案が、特
開平6−52896号公報にもエチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトンを用いる
提案がなされており、その電解液のリチウム塩には安全
性に優れたLiBF4が用いられている。しかしなが
ら、電解液の塩にLiBF4を用いる場合、同公報に記
載されてある塩濃度1mol/lでは、低温特性には優れる
ものの高率放電特性が充分に得られないといった問題が
あった。
In general, when graphite is used for the negative electrode,
Solvent compositions based on ethylene carbonate have been proposed. However, when ethylene carbonate is used as a main solvent, a problem occurs in low-temperature characteristics. That is, the melting point of ethylene carbonate is 37 ° C., and the electrolyte solidifies. For the purpose of improving the low-temperature characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery, Japanese Patent Publication No. 280365 proposes using ethylene carbonate, propylene carbonate, and γ-butyrolactone. However, since LiClO 4 is used as the lithium salt of the electrolyte, there is a problem in safety. Further, for the purpose of improving the current efficiency of the non-aqueous secondary battery, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-20721 proposes using ethylene carbonate and γ-butyrolactone, and Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-52896 discloses ethylene carbonate,
Proposals using propylene carbonate and γ-butyrolactone have been made, and LiBF 4 having excellent safety is used as the lithium salt of the electrolyte. However, when LiBF 4 is used as the salt of the electrolytic solution, there has been a problem that, at a salt concentration of 1 mol / l described in the publication, low-temperature characteristics are excellent but high-rate discharge characteristics cannot be sufficiently obtained.

【0006】また、炭素質材料を負極に用いた場合、負
極における初期効率が悪いという問題が炭素質材料に特
有の現象として古くから知られている。即ち、最初の充
電によって負極に吸蔵されるリチウムイオンのうちの何
割かが副反応のために消費されてしまうといった現象で
ある。リチウムイオン電池の場合、電池内に存在するリ
チウムイオンの量には限度があるので、負極における前
記副反応は、電池容量を初期から低下させる原因となっ
ていた。
In addition, when a carbonaceous material is used for a negative electrode, the problem that the initial efficiency of the negative electrode is poor has long been known as a phenomenon peculiar to the carbonaceous material. That is, a phenomenon is such that some of the lithium ions stored in the negative electrode by the first charge are consumed for a side reaction. In the case of a lithium ion battery, the amount of lithium ions present in the battery is limited, so the side reaction at the negative electrode has caused the battery capacity to decrease from the beginning.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたものであり、低温性能及び、安全性に優
れ、且つ、高率放電特性にも優れた非水電解質電池を提
供することを目的とする。さらに炭素質負極の初期効率
を上げ、容量の大きい非水電解質電池を提供することを
目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and provides a non-aqueous electrolyte battery which is excellent in low-temperature performance, safety and high-rate discharge characteristics. The purpose is to: It is another object of the present invention to increase the initial efficiency of the carbonaceous negative electrode and to provide a large capacity nonaqueous electrolyte battery.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の非水電解質電池は、リチウム含有遷移金属
酸化物を有する正極、グラファイトを有する負極、およ
び非水電解質から構成される非水電解質電池において、
前記非水電解質は、溶剤に少なくともエチレンカーボネ
ート及びγ−ブチロラクトンを含み、電解質塩に四フッ
化ホウ酸リチウムを用い、前記電解質塩の濃度が1.3
mol/l以上2.3mol/l以下であることを第1の特徴とし
ている。
In order to achieve the above object, a nonaqueous electrolyte battery according to the present invention comprises a positive electrode having a lithium-containing transition metal oxide, a negative electrode having graphite, and a nonaqueous electrolyte comprising a nonaqueous electrolyte. In electrolyte batteries,
The non-aqueous electrolyte contains at least ethylene carbonate and γ-butyrolactone as a solvent, uses lithium tetrafluoroborate as an electrolyte salt, and has a concentration of 1.3.
The first feature is that it is not less than mol / l and not more than 2.3 mol / l.

【0009】即ち、発明者らは、リチウム含有遷移金属
酸化物を有する正極、グラファイトを有する負極、およ
び非水電解質から構成される非水電解質電池において、
非水電解質のリチウム塩に水分に対して安定性の優れた
LiBF4を用い、溶剤を特定のものとすることで、驚
くべきことに、極めて良好な高率放電特性を兼ね備えた
非水電解質電池が得られるとの知見を得、本発明に至っ
た。
That is, the present inventors provide a nonaqueous electrolyte battery comprising a positive electrode having a lithium-containing transition metal oxide, a negative electrode having graphite, and a nonaqueous electrolyte.
Surprisingly, by using LiBF 4 having excellent stability against moisture as the lithium salt of the non-aqueous electrolyte and using a specific solvent, the non-aqueous electrolyte battery having extremely good high-rate discharge characteristics is surprisingly obtained. Was obtained, which led to the present invention.

【0010】さらに驚くべき事には、上記のように塩濃
度を通常用いられている濃度を超えて高くすることで、
炭素質負極における初期効率を向上させる顕著な効果を
与えるとの知見を得、本発明に至った。
[0010] Even more surprising is that, as mentioned above, by increasing the salt concentration above that normally used,
The inventors have found that a significant effect of improving the initial efficiency of the carbonaceous negative electrode is obtained, and have reached the present invention.

【0011】溶剤であるエチレンカーボネート及びγ−
ブチロラクトンの混合比は特に限定されないが、前記エ
チレンカーボネート及びγ−ブチロラクトンは、それぞ
れ、10重量%以上80重量%以下とすると、優れた電
池特性が得られる。特にγ−ブチロラクトンは、電解液
の粘度を下げる効果があることから、40%以上とする
と、優れた低温特性が得られる。
The solvent ethylene carbonate and γ-
The mixing ratio of butyrolactone is not particularly limited, but when the above-mentioned ethylene carbonate and γ-butyrolactone are respectively 10% by weight or more and 80% by weight or less, excellent battery characteristics can be obtained. Particularly, γ-butyrolactone has an effect of lowering the viscosity of the electrolytic solution. Therefore, when the content is 40% or more, excellent low-temperature characteristics can be obtained.

【0012】本発明の非水電解質電池に用いるリチウム
塩としては、水分に対して安定性の優れたLiBF4
好ましい。さらに低温特性を向上する目的で、LiBF
4以外の塩を併用することも可能である。例えば、Li
PF6、LiClO4、LiN(SO2CF32、LiN
(SO2252、LiC(SO2CF33等が挙げら
れる。LiBF4のリチウム塩濃度は、1.3〜3.0m
ol/lが効果的である。特に、1.7〜2.3mol/lが好
ましい。1.3mol/lよりも低い塩濃度では、高率放電
における充分な放電容量が得られない。また、3.0mo
l/lよりも高い塩濃度では、塩が析出しやすく、放電性
能が低下するので好ましくない。
As the lithium salt used in the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, LiBF 4 having excellent stability to moisture is preferable. In order to further improve low temperature characteristics, LiBF
It is also possible to use a salt other than 4 in combination. For example, Li
PF 6 , LiClO 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN
(SO 2 C 2 F 5 ) 2 and LiC (SO 2 CF 3 ) 3 . The lithium salt concentration of LiBF 4 is 1.3 to 3.0 m.
ol / l is effective. In particular, it is preferably from 1.7 to 2.3 mol / l. At a salt concentration lower than 1.3 mol / l, a sufficient discharge capacity in a high-rate discharge cannot be obtained. 3.0mo
If the salt concentration is higher than 1 / l, salt is liable to precipitate and the discharge performance deteriorates, which is not preferable.

【0013】また、本発明の非水電解質電池は、溶剤と
して、前記エチレンカーボネート及びγ−ブチロラクト
ンの他にプロピレンカーボネートを含むことを第2の特
長としている。
The second feature of the non-aqueous electrolyte battery of the present invention is that it contains propylene carbonate as a solvent in addition to the ethylene carbonate and γ-butyrolactone.

【0014】これらの溶剤の混合比は特に限定されない
が、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン及びプ
ロピレンカーボネートは、それぞれ、10重量%以上8
0重量%以下とすると、優れた電池特性が得られる。特
にプロピレンカーボネートは、高誘電率であることか
ら、高濃度のリチウム塩を溶解することが可能となるの
で、10重量%以上添加することが望ましい。また、プ
ロピレンカーボネートの添加量を30重量%以下とする
と、負極表面に於ける電解液の分解を抑制できることか
ら、初期充放電効率が向上し、高いエネルギー密度の電
池が得られる。
Although the mixing ratio of these solvents is not particularly limited, ethylene carbonate, γ-butyrolactone and propylene carbonate each contain 10% by weight to 8% by weight.
When the content is 0% by weight or less, excellent battery characteristics can be obtained. In particular, propylene carbonate has a high dielectric constant and can dissolve a high concentration of lithium salt. Therefore, it is preferable to add propylene carbonate in an amount of 10% by weight or more. When the amount of propylene carbonate is 30% by weight or less, decomposition of the electrolytic solution on the negative electrode surface can be suppressed, so that the initial charge / discharge efficiency is improved and a battery having a high energy density is obtained.

【0015】前記エチレンカーボネート、γ―ブチロラ
クトン及びプロピレンカーボネートに、他の高誘電率溶
媒を添加してもよい。前記高誘電率溶媒としては、例え
ば、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の
環状カーボネート類、バレロラクトン等の環状エステル
類が好適に挙げられる。
Another high dielectric constant solvent may be added to the above-mentioned ethylene carbonate, γ-butyrolactone and propylene carbonate. Preferred examples of the high dielectric constant solvent include cyclic carbonates such as butylene carbonate and vinylene carbonate, and cyclic esters such as valerolactone.

【0016】本発明の作用効果は以下の通りである。た
だし、作用機構については推定を含んでおり、その正否
は、本発明を制限するものではない。即ち、非水電解質
リチウム電池は、放電する際に、正極はリチウムイオン
を吸蔵し,負極はリチウムイオンを放出するため、カチ
オンは正極に移動し、アニオンは負極に移動する。Li
BF4を用いた場合、アニオン(BF4 -)が小さく、該
アニオンが負極に集中する傾向にある。特に高率放電を
行う場合、前記アニオンが負極に集中する傾向が大きく
なると、正極近傍のアニオンが極端に少なくなり、放電
が困難になる。これがレート特性の悪い原因の一つであ
ると考えられる。そこで、塩濃度を高くすることによ
り、極端なアニオンの分極が緩和され、高率放電におい
ても容量が得られるようになると考えられる。
The operation and effect of the present invention are as follows. However, the mechanism of action includes estimation, and its correctness does not limit the present invention. That is, in the non-aqueous electrolyte lithium battery, when discharging, the positive electrode occludes lithium ions and the negative electrode releases lithium ions, so that cations move to the positive electrode and anions move to the negative electrode. Li
When BF 4 is used, the anion (BF 4 ) is small, and the anion tends to concentrate on the negative electrode. In particular, when high-rate discharge is performed, if the tendency of the anions to concentrate on the negative electrode increases, the number of anions in the vicinity of the positive electrode decreases extremely, making discharge difficult. This is considered to be one of the causes of poor rate characteristics. Therefore, it is considered that by increasing the salt concentration, the extreme polarization of anions is relaxed, and a capacity can be obtained even in a high-rate discharge.

【0017】また、炭素質負極における初期効率が悪い
原因は、最初の充電時に、リチウムイオンに溶媒和して
いない溶媒の一部が炭素質負極の表面で分解されるとい
った副反応が原因と考えられているが、塩濃度を高くす
ることにより、前記溶媒和していない溶媒分子の割合が
低下するため、前記副反応が抑制されると考えられる。
さらに、塩濃度を高くすることにより、例えばポリフッ
化ビニリデンのような電極に用いられているバインダー
の、電解液による膨潤についても、浸透圧の原理によっ
て抑制されるため、負極中の炭素粒子同士の電気的接触
が失われることがなく、繰り返し充放電によるサイクル
低下も抑える効果があると考えられる。これにより、初
期容量並びにサイクル容量の大きい非水電解質電池を提
供することができる。
The cause of the poor initial efficiency of the carbonaceous anode is considered to be due to a side reaction in which a part of the solvent not solvated with lithium ions is decomposed on the surface of the carbonaceous anode during the first charge. However, it is considered that by increasing the salt concentration, the proportion of the unsolvated solvent molecules is reduced, so that the side reaction is suppressed.
Furthermore, by increasing the salt concentration, for example, the swelling of the binder used for the electrode such as polyvinylidene fluoride due to the electrolytic solution is also suppressed by the principle of osmotic pressure. It is considered that there is no effect of losing electrical contact, and there is also an effect of suppressing cycle reduction due to repeated charging and discharging. Thereby, a non-aqueous electrolyte battery having a large initial capacity and a large cycle capacity can be provided.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を例
示するが、本発明は、以下の実施の形態に限定されるも
のではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to the following embodiments.

【0019】本発明の正極にはリチウム含有遷移金属酸
化物で構成された電極が、負極にはグラファイトで構成
された電極が好適に使用される。
An electrode composed of a lithium-containing transition metal oxide is preferably used for the positive electrode of the present invention, and an electrode composed of graphite is preferably used for the negative electrode.

【0020】正極のリチウム含有遷移金属酸化物として
は、例えば、クロム、バナジウム、マンガン、鉄、コバ
ルトおよびニッケルからなる群より選ばれる少なくとも
一種類の金属とリチウムとのリチウム含有遷移金属酸化
物が使用される。このようなリチウム含有遷移金属酸化
物としては、例えば、LiCoO2、LiMn24、L
iNiO2等が挙げられる。また、一般式LiyCo1-x
x2、LiyMn2-xX4(Mは、IからVIII族の金
属(例えは、Li,Ca,Cr,Ni,Fe,Coの1
種類以上の元素)であり、異種元素置換量を示すx値に
ついては置換できる最大量まで有効であるが、好ましく
は放電容量の点から0≦x≦1である。また、リチウム
量を示すy値についてはリチウムを可逆的に利用しうる
最大量が有効であり、好ましくは放電容量の点から0≦
y≦2である。)を用いてもよい。しかしながら、これ
らに限定されるものではない。
As the lithium-containing transition metal oxide for the positive electrode, for example, a lithium-containing transition metal oxide of at least one metal selected from the group consisting of chromium, vanadium, manganese, iron, cobalt and nickel and lithium is used. Is done. Examples of such a lithium-containing transition metal oxide include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , L
iNiO 2 and the like. The general formula Li y Co 1-x
M x O 2 , Li y Mn 2-x M x O 4 (M is a metal of Group I to VIII (for example, Li, Ca, Cr, Ni, Fe, Co
Element), and the x value indicating the replacement amount of the different element is effective up to the maximum amount that can be replaced, but preferably 0 ≦ x ≦ 1 in terms of discharge capacity. For the y value indicating the amount of lithium, the maximum amount capable of reversibly using lithium is effective, and preferably 0 ≦ from the viewpoint of discharge capacity.
y ≦ 2. ) May be used. However, it is not limited to these.

【0021】また、前記リチウム含有遷移金属酸化物に
他の正極活物質を混合して用いてもよい。他の正極活物
質としては、CuO,Cu2O,Ag2O,CuS,Cu
SO 4等のI族金属化合物、TiS2,SiO2,SnO
等のIV族金属化合物、V25,V612,VOx,Nb2
5,Bi23,Sb23等のV族金属化合物、Cr
3,Cr23,MoO3,MoS2,WO3,SeO2
のVI族金属化合物、MnO2,Mn23等のVII族金属化
合物、Fe23,FeO,Fe34,Ni23,Ni
O,CoO3,CoO等のVIII族金属化合物、または、
一般式LixMX2,LixMNy2(M、NはIからVII
I族の金属、Xは酸素、硫黄などのカルコゲン化合物を
示す。)等で表される、例えばリチウム−コバルト系複
合酸化物やリチウム−マンガン系複合酸化物等の金属化
合物、さらに、ジスルフィド,ポリピロール,ポリアニ
リン,ポリパラフェニレン,ポリアセチレン,ポリアセ
ン系材料等の導電性高分子化合物、擬グラファイト構造
炭素質材料等が挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。
Further, the lithium-containing transition metal oxide is
Other positive electrode active materials may be mixed and used. Other positive electrode active materials
The quality is CuO, CuTwoO, AgTwoO, CuS, Cu
SO FourGroup I metal compounds such as TiSTwo, SiOTwo, SnO
Group IV metal compounds such asTwoOFive, V6O12, VOx, NbTwo
OFive, BiTwoOThree, SbTwoOThreeGroup V metal compound such as Cr
O Three, CrTwoOThree, MoOThree, MoSTwo, WOThree, SeOTwoetc
Group VI metal compound of MnOTwo, MnTwoOThreeGroup VII metallization
Compound, FeTwoOThree, FeO, FeThreeOFour, NiTwoOThree, Ni
O, CoOThreeVIII group metal compounds such as, CoO, or
General formula LixMXTwo, LixMNyXTwo(M and N are from I to VII
Group I metals, X represents chalcogen compounds such as oxygen and sulfur
Show. ), For example, lithium-cobalt based composite
Metallization of composite oxides and lithium-manganese composite oxides
Compound, furthermore, disulfide, polypyrrole, polyani
Phosphorus, polyparaphenylene, polyacetylene, polyacetylene
Conductive polymer compounds such as carbon-based materials, pseudo-graphite structure
Examples include, but are not limited to, carbonaceous materials.
is not.

【0022】正極は、例えば、前記リチウム含有遷移金
属酸化物を導電剤および結着剤、さらに必要に応じてフ
ィラーと混練して正極合剤とした後、この正極合剤を集
電体としての箔やラス板等に塗布、または圧着して50
℃〜250℃程度の温度で、2時間程度加熱処理するこ
とにより作製される。
For the positive electrode, for example, the lithium-containing transition metal oxide is kneaded with a conductive agent and a binder, and further, if necessary, with a filler to form a positive electrode mixture. Apply or crimp on foil or lath plate, etc.
It is manufactured by performing a heat treatment at a temperature of about 250C to about 2 hours.

【0023】負極材料としては、リチウムを吸蔵・放出
可能なグラファイトが挙げられる。例えば、人造黒鉛、
天然黒鉛が好ましい。特に,負極活物質粒子表面を不定
形炭素等で修飾してあるグラファイトは、充電中のガス
発生が少ないことから望ましい。以下に、好適に用いる
ことのできるグラファイトのエックス線回折等による分
析結果を示す; 格子面間隔(d002) 0.333から0.350ナノメートル a軸方向の結晶子の大きさLa 20ナノメートル以上 c軸方向の結晶子の大きさLc 20ナノメートル以上 真密度 2.00から2.25g/cm3
Examples of the negative electrode material include graphite capable of inserting and extracting lithium. For example, artificial graphite,
Natural graphite is preferred. In particular, graphite in which the surface of the negative electrode active material particles is modified with amorphous carbon or the like is preferable because gas generation during charging is small. The analysis results of X-ray diffraction and the like of graphite that can be suitably used are shown below: Lattice spacing (d002) 0.333 to 0.350 nm Crystallite size La in the a-axis direction La 20 nm or more c Axial crystallite size Lc 20 nm or more True density 2.00 to 2.25 g / cm 3

【0024】また、グラファイトに、スズ酸化物,ケイ
素酸化物等の金属酸化物、リン、ホウ素、アモルファス
カーボン等を添加して改質を行うことも可能である。特
に、グラファイトの表面を上記の方法によって改質する
ことで、電解液の分解を抑制し電池特性を高めることが
可能であり望ましい。さらに、グラファイトに対して、
リチウム金属、リチウム−アルミニウム,リチウム−
鉛,リチウム−スズ,リチウム−アルミニウム−スズ,
リチウム−ガリウム,およびウッド合金等のリチウム金
属含有合金等を併用することや、あらかじめ電気化学的
に還元することによってリチウムが挿入されたグラファ
イト等も負極活物質として使用可能である。
It is also possible to modify the graphite by adding a metal oxide such as tin oxide and silicon oxide, phosphorus, boron, amorphous carbon and the like to graphite. In particular, by modifying the surface of graphite by the above-described method, it is possible to suppress the decomposition of the electrolyte and to improve the battery characteristics, which is desirable. Furthermore, for graphite,
Lithium metal, lithium-aluminum, lithium-
Lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin,
Lithium metal-containing alloys such as lithium-gallium and wood alloys can be used together, and graphite into which lithium has been inserted by electrochemical reduction in advance can also be used as the negative electrode active material.

【0025】負極は、例えば、前記グラファイトに結着
剤、さらに必要に応じて導電剤や増粘剤やフィラーと混
練して負極合剤とした後、この負極合剤を集電体として
の箔やラス板等に塗布、または圧着して50℃〜250
℃程度の温度で、2時間程度加熱処理することにより作
製される。
The negative electrode is prepared, for example, by kneading the above graphite with a binder, and, if necessary, a conductive agent, a thickener or a filler to form a negative electrode mixture, and then using the negative electrode mixture as a foil as a current collector. 50 ° C ~ 250
It is produced by heat treatment at a temperature of about 2 ° C. for about 2 hours.

【0026】また、正極活物質の粉体及び負極活物質の
粉体の少なくとも表面層部分を電子伝導性やイオン伝導
性の良いもの、あるいは疎水基を有する化合物で修飾す
ることも可能である。例えば、金,銀,カーボン,ニッ
ケル,銅等の電子伝導性のよい物質や、炭酸リチウム,
ホウ素ガラス,固体電解質等のイオン伝導性のよい物
質、あるいはシリコーンオイル等の疎水基を有する物質
をメッキ,焼結,メカノフュージョン,蒸着,焼き付け
等の技術を応用して被覆することが挙げられる。
It is also possible to modify at least the surface layer portion of the powder of the positive electrode active material and the powder of the negative electrode active material with a material having good electron conductivity and ion conductivity, or a compound having a hydrophobic group. For example, materials having good electron conductivity such as gold, silver, carbon, nickel, and copper, lithium carbonate,
A material having good ion conductivity, such as boron glass or a solid electrolyte, or a material having a hydrophobic group such as silicone oil is coated by applying a technique such as plating, sintering, mechanofusion, vapor deposition, or baking.

【0027】正極活物質の粉体及び負極活物質の粉体
は、平均粒子サイズ100μm以下であることが望まし
い。特に、正極活物質の粉体は、非水電解質電池の高出
力特性を向上する目的で10μm以下であることが望ま
しい。粉体を所定の形状で得るためには粉砕機や分級機
が用いられる。例えば乳鉢、ボールミル、サンドミル、
振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウ
ンタージェトミル、旋回気流型ジェットミルや篩等が用
いられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶
剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方
法としては、特に限定はなく、篩や風力分級機などが、
乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。
The powder of the positive electrode active material and the powder of the negative electrode active material preferably have an average particle size of 100 μm or less. In particular, the powder of the positive electrode active material is desirably 10 μm or less for the purpose of improving the high output characteristics of the nonaqueous electrolyte battery. In order to obtain the powder in a predetermined shape, a pulverizer or a classifier is used. For example, mortar, ball mill, sand mill,
A vibration ball mill, a planetary ball mill, a jet mill, a counter jet mill, a swirling air jet mill, a sieve, and the like are used. At the time of pulverization, wet pulverization in which an organic solvent such as water or hexane coexists can be used. There are no particular limitations on the classification method, such as a sieve or a wind classifier,
Both dry and wet types are used as needed.

【0028】前記導電剤としては、電池性能に悪影響を
及ぼさない電子伝導性材料であれば限定されないが、通
常、天然黒鉛(鱗状黒鉛,鱗片状黒鉛,土状黒鉛等)、
人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケ
ッチェンブラック、カーボンウイスカー、炭素繊維、金
属(銅,ニッケル,アルミニウム,銀,金等)粉、金属
繊維、導電性セラミックス材料等の導電性材料を1種ま
たはそれらの混合物として含ませることができる。
The conductive agent is not limited as long as it is an electron conductive material which does not adversely affect the battery performance, and is usually natural graphite (scale graphite, flake graphite, earth graphite, etc.),
One or more conductive materials such as artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon whiskers, carbon fiber, metal (copper, nickel, aluminum, silver, gold, etc.) powder, metal fiber, and conductive ceramic material They can be included as a mixture thereof.

【0029】これらの中で、導電剤としては、導電性及
び塗工性の観点よりアセチレンブラックが望ましい。導
電剤の添加量は、正極または負極の総重量に対して1重
量%〜50重量%が好ましく、特に2重量%〜30重量
%が好ましい。これらの混合方法は、物理的な混合であ
り、その理想とするところは均一混合である。そのた
め、V型混合機、S型混合機、擂かい機、ボールミル、
遊星ボールミルといったような粉体混合機を乾式、ある
いは湿式で混合することが可能である。
Among these, acetylene black is preferred as the conductive agent from the viewpoints of conductivity and coatability. The amount of the conductive agent to be added is preferably 1% by weight to 50% by weight, more preferably 2% by weight to 30% by weight based on the total weight of the positive electrode or the negative electrode. These mixing methods are physical mixing, and ideally, uniform mixing. Therefore, V-type mixer, S-type mixer, grinder, ball mill,
It is possible to mix a powder mixer such as a planetary ball mill in a dry or wet manner.

【0030】前記結着剤としては、通常、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE),ポリフッ化ビニリデン
(PVDF),ポリエチレン,ポリプロピレン等の熱可
塑性樹脂、エチレン−プロピレンジエンターポリマー
(EPDM),スルホン化EPDM,スチレンブタジエ
ンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のゴム弾性を有するポ
リマーを1種または2種以上の混合物として用いること
ができる。結着剤の添加量は、正極または負極の総重量
に対して1〜50重量%が好ましく、特に2〜30重量
%が好ましい。
Examples of the binder include thermoplastic resins such as polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyethylene, and polypropylene; ethylene-propylene diene terpolymer (EPDM); Polymers having rubber elasticity such as styrene butadiene rubber (SBR) and fluoro rubber can be used as one kind or as a mixture of two or more kinds. The addition amount of the binder is preferably 1 to 50% by weight, and particularly preferably 2 to 30% by weight, based on the total weight of the positive electrode or the negative electrode.

【0031】前記増粘剤としては、通常、カルボキシメ
チルセルロース、メチルセルロース等の多糖類等を1種
または2種以上の混合物として用いることができる。ま
た、多糖類のようにリチウムと反応する官能基を有する
結着剤は、例えばメチル化する等などしてその官能基を
失活させておくことが望ましい。増粘剤の添加量は、正
極または負極の総重量に対して0.5〜10重量%が好
ましく、特に1〜2重量%が好ましい。
As the thickener, polysaccharides such as carboxymethylcellulose, methylcellulose and the like can be usually used as one kind or as a mixture of two or more kinds. Further, it is desirable that a binder having a functional group that reacts with lithium, such as a polysaccharide, be deactivated by, for example, methylation. The addition amount of the thickener is preferably 0.5 to 10% by weight, and particularly preferably 1 to 2% by weight, based on the total weight of the positive electrode or the negative electrode.

【0032】前記フィラーとしては、電池性能に悪影響
を及ぼさない材料であれば何でも良い。通常、ポリプロ
ピレン,ポリエチレン等のオレフィン系ポリマー、アエ
ロジル、ゼオライト、ガラス、炭素等が用いられる。フ
ィラーの添加量は、正極または負極の総重量に対して添
加量は30重量%以下が好ましい。
The filler may be any material as long as it does not adversely affect battery performance. Usually, olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, aerosil, zeolite, glass, carbon and the like are used. The amount of the filler is preferably 30% by weight or less based on the total weight of the positive electrode or the negative electrode.

【0033】正極および負極は、前記活物質、導電剤お
よび結着剤をN−メチルピロリドン,トルエン等の有機
溶媒、または精製水に混合させた後、得られた混合液を
下記に詳述する集電体の上に塗布し、乾燥することによ
って、好適に作製される。前記塗布方法については、例
えば、アプリケーターロールなどのローラーコーティン
グ、スクリーンコーティング、ドクターブレード方式、
スピンコーティング、バーコーダー等の手段を用いて任
意の厚みおよび任意の形状に塗布することが望ましい
が、これらに限定されるものではない。
For the positive electrode and the negative electrode, the active material, the conductive agent and the binder are mixed with an organic solvent such as N-methylpyrrolidone and toluene, or purified water, and the resulting mixed solution is described in detail below. It is suitably prepared by applying it on a current collector and drying it. For the coating method, for example, roller coating such as an applicator roll, screen coating, doctor blade method,
It is desirable to apply to an arbitrary thickness and an arbitrary shape using a means such as spin coating and a bar coder, but it is not limited thereto.

【0034】集電体としては、構成された電池において
悪影響を及ぼさない電子伝導体であれば何でもよい。例
えば、正極用集電体としては、アルミニウム、チタン、
ステンレス鋼、ニッケル、焼成炭素、導電性高分子、導
電性ガラス等の他に、接着性、導電性および耐酸化性向
上の目的で、アルミニウムや銅等の表面をカーボン、ニ
ッケル、チタンや銀等で処理した物を用いることができ
る。負極用集電体としては、銅、ニッケル、鉄、ステン
レス鋼、チタン、アルミニウム、焼成炭素、導電性高分
子、導電性ガラス、Al−Cd合金等の他に、接着性、
導電性、耐酸化性向上の目的で、銅等の表面をカーボ
ン、ニッケル、チタンや銀等で処理した物を用いること
ができる。これらの材料については表面を酸化処理する
ことも可能である。
The current collector may be any electronic conductor that does not adversely affect the battery structure. For example, as the positive electrode current collector, aluminum, titanium,
In addition to stainless steel, nickel, calcined carbon, conductive polymer, conductive glass, etc., the surface of aluminum, copper, etc. is coated with carbon, nickel, titanium, silver, etc. for the purpose of improving adhesion, conductivity and oxidation resistance. Can be used. As the current collector for the negative electrode, copper, nickel, iron, stainless steel, titanium, aluminum, calcined carbon, conductive polymer, conductive glass, Al-Cd alloy, etc.
For the purpose of improving conductivity and oxidation resistance, a material obtained by treating the surface of copper or the like with carbon, nickel, titanium, silver, or the like can be used. These materials can be oxidized on the surface.

【0035】集電体の形状については、フォイル状の
他、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキ
スパンドされた物、ラス体、多孔質体、発砲体、繊維群
の形成体等が用いられる。厚みの限定は特にないが、1
〜500μmのものが用いられる。これらの集電体の中
で、正極としては、耐酸化性に優れているアルミニウム
箔が、負極としては、還元場において安定であり、且つ
電導性に優れ、安価な銅箔、ニッケル箔、鉄箔、および
それらの一部を含む合金箔を使用することが好ましい。
さらに、粗面表面粗さが0.2μmRa以上の箔である
ことが好ましく、これにより正極活物質または負極活物
質と集電体との密着性は優れたものとなる。よって、こ
のような粗面を有することから、電解箔を使用するのが
好ましい。特に、ハナ付き処理を施した電解箔は最も好
ましい。
Regarding the shape of the current collector, in addition to a foil shape, a film shape, a sheet shape, a net shape, a punched or expanded material, a lath body, a porous body, a foamed body, a fiber group formed body, and the like are used. Can be There is no particular limitation on the thickness.
〜500 μm is used. Among these current collectors, as the positive electrode, aluminum foil having excellent oxidation resistance is used, and as the negative electrode, copper foil, nickel foil, iron, which is stable in the reduction field and has excellent electrical conductivity, and is inexpensive. It is preferred to use foils, and alloy foils containing some of them.
Further, it is preferable that the foil has a rough surface roughness of 0.2 μm Ra or more, whereby the adhesion between the positive electrode active material or the negative electrode active material and the current collector becomes excellent. Therefore, it is preferable to use an electrolytic foil because of having such a rough surface. In particular, an electrolytic foil subjected to a napping treatment is most preferable.

【0036】本発明の非水電解質電池に用いられるセパ
レータは、不織布や多孔膜等を用いることができる。前
記セパレータを構成する材料としては、ポリエチレン、
ポリプロピレンに代表されるポリオレフィン系、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートに
代表されるポリエステル系、ポリフェニレンサルファイ
ト、ポリイミド、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメ
タタクリレート、ポリエチレンオキサイド、フッ素樹脂
等が挙げられる。中でも、シャットダウン効果が期待で
きるポリプロピレン多孔膜が望ましい。前記セパレータ
の空孔率は強度の観点から98体積%以下が好ましい。
また、充放電特性の観点から空孔率は20体積%以上が
好ましい。
As the separator used in the nonaqueous electrolyte battery of the present invention, a nonwoven fabric, a porous membrane, or the like can be used. As a material constituting the separator, polyethylene,
Examples thereof include polyolefins represented by polypropylene, polyesters represented by polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyphenylene sulphite, polyimide, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyethylene oxide, and fluorine resin. Above all, a polypropylene porous membrane which can be expected to have a shutdown effect is desirable. The porosity of the separator is preferably 98% by volume or less from the viewpoint of strength.
Further, the porosity is preferably 20% by volume or more from the viewpoint of charge and discharge characteristics.

【0037】また、セパレータは、例えばアクリロニト
リル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、メチル
メタアクリレート、ビニルアセテート、ビニルピロリド
ン、ポリフッ化ビニリデン等のポリマーと電解液とで構
成されるポリマーゲルを用いてもよい。
As the separator, a polymer gel composed of a polymer such as acrylonitrile, ethylene oxide, propylene oxide, methyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, polyvinylidene fluoride, etc. and an electrolyte may be used.

【0038】さらに、非水電解質電池用セパレータは、
上述したような多孔膜や不織布等とポリマーゲルを併用
して用いると、電解液の保液性が向上すため望ましい。
即ち、ポリエチレン微孔膜の表面及び微孔壁面に厚さ数
μm以下の親溶媒性ポリマーを被覆したフィルムを形成
し、該フィルムの微孔内に電解液を保持させることで、
ポリマーゲルとすることができる。
Further, the separator for a non-aqueous electrolyte battery is
It is preferable to use a polymer gel in combination with the above-described porous membrane, nonwoven fabric, or the like, since the liquid retention of the electrolytic solution is improved.
That is, by forming a film coated with a lipophilic polymer having a thickness of several μm or less on the surface of the polyethylene microporous membrane and the microporous wall surface, and by holding the electrolytic solution in the micropores of the film,
It can be a polymer gel.

【0039】該親溶媒性ポリマーとしては、ポリフッ化
ビニリデンモノマー、エチレンオキシド基やエステル基
等を有するアクリレートモノマー、エポキシモノマー、
イソシアネート基を有するモノマーが架橋したポリマー
等である。紫外線(UV)や電子線(EB)等の活性光
線等を用いて架橋反応を行わせることができる。
Examples of the solvent-philic polymer include a polyvinylidene fluoride monomer, an acrylate monomer having an ethylene oxide group and an ester group, an epoxy monomer, and the like.
For example, a polymer in which a monomer having an isocyanate group is crosslinked. The cross-linking reaction can be performed using actinic rays such as ultraviolet rays (UV) and electron beams (EB).

【0040】該親溶媒性ポリマーには、強度や物性制御
の目的で、架橋体の形成を妨害しない範囲の物性調整剤
を配合して使用することができる。該物性調整剤の例と
しては、無機フィラー類{酸化ケイ素、酸化チタン、酸
化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウ
ム、酸化亜鉛、酸化鉄などの金属酸化物、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウムなどの金属炭酸塩}、ポリマー類
{ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン/ヘキサフ
ルオロプロピレン共重合体、ポリアクリロニトリル、ポ
リメチルメタクリレート等}等が挙げられる。該物性調
整剤の添加量は、架橋性モノマーに対して通常50重量
%以下、好ましくは20重量%以下である。
For the purpose of controlling the strength and the physical properties, the solvent-philic polymer can be used by blending a physical property modifier within a range that does not hinder the formation of the crosslinked product. Examples of the physical property modifier include inorganic fillers {metal oxides such as silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, zinc oxide and iron oxide, and metal carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate}. And polymers {polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, and the like}. The amount of the physical property modifier is usually 50% by weight or less, preferably 20% by weight or less, based on the crosslinkable monomer.

【0041】前記アクリレートモノマーについて例示す
ると、二官能以上の不飽和モノマーが好適に挙げられ、
より具体例には、2官能(メタ)アクリレート{エチレ
ングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリ
コールジ(メタ)アクリレート、アジピン酸・ジネオペ
ンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、重
合度2以上のポリエチレングリコールジ(メタ)アクリ
レート、重合度2以上のポリプロピレングリコールジ
(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレン/ポリオキ
シプロピレン共重合体のジ(メタ)アクリレート、ブタ
ンジオールジ(メタ)アクリレート、ヘキサメチレング
リコールジ(メタ)アクリレート等}、3官能(メタ)
アクリレート{トリメチロールプロパントリ(メタ)ア
クリレート、グリセリントリ(メタ)アクリレート、グ
リセリンのエチレンオキシド付加物のトリ(メタ)アク
リレート、グリセリンのプロピレンオキシド付加物のト
リ(メタ)アクリレート、グリセリンのエチレンオキシ
ド、プロピレンオキシド付加物のトリ(メタ)アクリレ
ート等}、4官能以上の多官能(メタ)アクリレート
{ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、
ジグリセリンヘキサ(メタ)アクリレート等}が挙げら
れる。これらのモノマーを単独もしくは、併用して用い
ることができる。
As an example of the acrylate monomer, a bifunctional or higher functional unsaturated monomer is preferably exemplified.
More specific examples include bifunctional (meth) acrylate {ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, adipic acid / dineopentyl glycol ester di (meth) acrylate, and polyethylene glycol having a degree of polymerization of 2 or more. Di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate having a degree of polymerization of 2 or more, di (meth) acrylate of polyoxyethylene / polyoxypropylene copolymer, butanediol di (meth) acrylate, hexamethylene glycol di (meth) acrylate ) Acrylate, etc., trifunctional (meth)
Acrylate: trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, tri (meth) acrylate of glycerin ethylene oxide adduct, tri (meth) acrylate of glycerin propylene oxide adduct, glycerin ethylene oxide, propylene oxide addition Tri (meth) acrylate, etc.}, polyfunctional (meth) acrylate having 4 or more functional groups, pentaerythritol tetra (meth) acrylate,
And diglycerin hexa (meth) acrylate. These monomers can be used alone or in combination.

【0042】前記アクリレートモノマーには、物性調整
等の目的で1官能モノマーを添加することもできる。該
一官能モノマーの例としては、不飽和カルボン酸{アク
リル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸、ビニル
安息香酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、シト
ラコン酸、メサコン酸、メチレンマロン酸、アコニット
酸等}、不飽和スルホン酸{スチレンスルホン酸、アク
リルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸等}または
それらの塩(Li塩、Na塩、K塩、アンモニウム塩、
テトラアルキルアンモニウム塩等)、またこれらの不飽
和カルボン酸をC1〜C18の脂肪族または脂環式アル
コール、アルキレン(C2〜C4)グリコール、ポリア
ルキレン(C2〜C4)グリコール等で部分的にエステ
ル化したもの(メチルマレート、モノヒドロキシエチル
マレート、など)、およびアンモニア、1級または2級
アミンで部分的にアミド化したもの(マレイン酸モノア
ミド、N−メチルマレイン酸モノアミド、N,N−ジエ
チルマレイン酸モノアミドなど)、(メタ)アクリル酸
エステル[C1〜C18の脂肪族(メチル、エチル、プ
ロピル、ブチル、2−エチルヘキシル、ステアリル等)
アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル、または
アルキレン(C2〜C4)グリコール(エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール
等)およびポリアルキレン(C2〜C4)グリコール
(ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコー
ル)と(メタ)アクリル酸とのエステル];(メタ)ア
クリルアミドまたはN−置換(メタ)アクリルアミド
[(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリ
ルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド
等];ビニルエステルまたはアリルエステル[酢酸ビニ
ル、酢酸アリル等];ビニルエーテルまたはアリルエー
テル[ブチルビニルエーテル、ドデシルアリルエーテル
等];不飽和ニトリル化合物[(メタ)アクリロニトリ
ル、クロトンニトリル等];不飽和アルコール[(メ
タ)アリルアルコール等];不飽和アミン[(メタ)ア
リルアミン、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルレー
ト、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等];
複素環含有モノマー[N−ビニルピロリドン、ビニルピ
リジン等];オレフィン系脂肪族炭化水素[エチレン、
プロピレン、ブチレン、イソブチレン、ペンテン、(C
6〜C50)α−オレフィン等];オレフィン系脂環式
炭化水素[シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘ
プテン、ノルボルネン等];オレフィン系芳香族炭化水
素[スチレン、α−メチルスチレン、スチルベン等];
不飽和イミド[マレイミド等];ハロゲン含有モノマー
[塩化ビニル、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン、ヘ
キサフルオロプロピレン等]等が挙げられる。
A monofunctional monomer may be added to the acrylate monomer for the purpose of adjusting physical properties and the like. Examples of the monofunctional monomer include unsaturated carboxylic acids {acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, vinylbenzoic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, methylenemalonic acid, Aconitic acid, etc., unsaturated sulfonic acid {styrene sulfonic acid, acrylamide-2-methylpropane sulfonic acid, etc.} or a salt thereof (Li salt, Na salt, K salt, ammonium salt,
Tetraalkylammonium salts, etc.) and also partially esterify these unsaturated carboxylic acids with C1-C18 aliphatic or alicyclic alcohols, alkylene (C2-C4) glycols, polyalkylene (C2-C4) glycols, etc. (Methylmalate, monohydroxyethylmalate, etc.) and partially amidated with ammonia and primary or secondary amines (maleic acid monoamide, N-methylmaleic acid monoamide, N, N-diethylmaleic acid) Monoamide), (meth) acrylic acid ester [C1-C18 aliphatic (methyl, ethyl, propyl, butyl, 2-ethylhexyl, stearyl, etc.)
Ester of alcohol and (meth) acrylic acid, or alkylene (C2-C4) glycol (ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, etc.) and polyalkylene (C2-C4) glycol (polyethylene glycol, polypropylene glycol) With (meth) acrylamide or N-substituted (meth) acrylamide [(meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, etc.]; vinyl ester or Allyl ester [vinyl acetate, allyl acetate, etc.]; vinyl ether or allyl ether [butyl vinyl ether, dodecyl allyl ether, etc.]; unsaturated nitrile compound [(meth) acrylonitrile, crotonnitrile, etc.]; Saturated alcohols [(meth) allyl alcohol]; unsaturated amines [(meth) allylamine, dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate];
Heterocycle-containing monomer [N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, etc.]; olefinic aliphatic hydrocarbon [ethylene,
Propylene, butylene, isobutylene, pentene, (C
6-C50) α-olefins, etc.]; olefin-based alicyclic hydrocarbons [cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, norbornene, etc.]; olefin-based aromatic hydrocarbons [styrene, α-methylstyrene, stilbene, etc.];
Unsaturated imide [maleimide etc.]; halogen-containing monomer [vinyl chloride, vinylidene chloride, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene etc.] and the like.

【0043】前記エポキシモノマーについて例示する
と、グリシジルエーテル類{ビスフェノールAジグリシ
ジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテ
ル、臭素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、フ
ェノールノボラックグリシジルエーテル、クレゾールノ
ボラックグリシジルエーテル等}、グリシジルエステル
類{ヘキサヒドロフタル酸グリシジルエステル、ダイマ
ー酸グリシジルエステル等}、グリシジルアミン類{ト
リグリシジルイソシアヌレート、テトラグリシジルジア
ミノフェニルメタン等}、線状脂肪族エポキサイド類
{エポキシ化ポリブタジエン、エポキシ化大豆油等}、
脂環族エポキサイド類{3,4エポキシ−6メチルシク
ロヘキシルメチルカルボキシレート、3,4エポキシシ
クロヘキシルメチルカルボキシレート等}等が挙げられ
る。これらのエポキシ樹脂は、単独もしくは硬化剤を添
加して硬化させて使用することができる。
Examples of the epoxy monomer include glycidyl ethers such as bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, brominated bisphenol A diglycidyl ether, phenol novolac glycidyl ether, cresol novolac glycidyl ether, and glycidyl esters. Glycidyl hexahydrophthalate, glycidyl dimer, etc.}, glycidylamines {triglycidyl isocyanurate, tetraglycidyldiaminophenylmethane, etc.}, linear aliphatic epoxides {epoxidized polybutadiene, epoxidized soybean oil, etc.},
Alicyclic epoxides {3,4 epoxy-6 methylcyclohexylmethyl carboxylate, 3,4 epoxy cyclohexylmethyl carboxylate, etc.}; These epoxy resins can be used alone or after being cured by adding a curing agent.

【0044】該硬化剤の例としては、脂肪族ポリアミン
類{ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、
3,9−(3−アミノプロピル)−2,4,8,10−
テトロオキサスピロ[5,5]ウンデカン等}、芳香族
ポリアミン類{メタキシレンジアミン、ジアミノフェニ
ルメタン等}、ポリアミド類{ダイマー酸ポリアミド
等}、酸無水物類{無水フタル酸、テトラヒドロメチル
無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、無水トリメ
リット酸、無水メチルナジック酸}、フェノール類{フ
ェノールノボラック等}、ポリメルカプタン{ポリサル
ファイド等}、第三アミン類{トリス(ジメチルアミノ
メチル)フェノール、2−エチル−4−メチルイミダゾ
ール等}、ルイス酸錯体{三フッ化ホウ素・エチルアミ
ン錯体等}等が挙げられる。
Examples of the curing agent include aliphatic polyamines such as diethylene triamine, triethylene tetramine,
3,9- (3-aminopropyl) -2,4,8,10-
Tetrooxaspiro [5,5] undecane, etc., aromatic polyamines, such as meta-xylene diamine, diaminophenylmethane, etc., polyamides, such as dimer acid polyamide, etc., acid anhydrides, phthalic anhydride, tetrahydromethyl phthalic anhydride. , Hexahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, methylnadic anhydride, phenols such as phenol novolak, polymercaptans such as polysulfide, tertiary amines tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2-ethyl-4 -Methylimidazole, etc.}, Lewis acid complex {boron trifluoride / ethylamine complex, etc.} and the like.

【0045】前記イソシアネート基を有するモノマーに
ついて例示すると、トルエンジイソシアネート、ジフェ
ニルメタンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレン
ジイソシアネート、2,2,4(2,2,4)−トリメ
チル−ヘキサメチレンジイソシアネート、p−フェニレ
ンジイソシアネート、4,4’−ジシクロヘキシルメタ
ンジイソシアネート、3,3'−ジメチルジフェニル
4,4’−ジイソシアネート、ジアニシジンジイソシア
ネート、m−キシレンジイソシアネート、トリメチルキ
シレンジイソシアネート、イソフォロンジイソシアネー
ト、1,5−ナフタレンジイソシアネート、trans
−1,4−シクロヘキシルジイソシアネート、リジンジ
イソシアネート等が挙げられる。
Examples of the monomer having an isocyanate group include toluene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 2,2,4 (2,2,4) -trimethyl-hexamethylene diisocyanate, and p-phenylene diisocyanate. 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenyl 4,4′-diisocyanate, dianisidine diisocyanate, m-xylene diisocyanate, trimethyl xylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate, trans
-1,4-cyclohexyl diisocyanate, lysine diisocyanate and the like.

【0046】前記イソシアネート基を有するモノマーを
架橋するにあたって、ポリオール類およびポリアミン類
[2官能化合物{水、エチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリ
コール等}、3官能化合物{グリセリン、トリメチロー
ルプロパン、1,2,6−ヘキサントリオール、トリエ
タノールアミン等}、4官能化合物{ペンタエリスリト
ール、エチレンジアミン、トリレンジアミン、ジフェニ
ルメタンジアミン、テトラメチロールシクロヘキサン、
メチルグルコシド等}、5官能化合物{2,2,6,6
−テトラキス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサノー
ル、ジエチレントリアミンなど}、6官能化合物{ソル
ビトール、マンニトール、ズルシトール等}、8官能化
合物{スークロース等}]、およびポリエーテルポリオ
ール類{前記ポリオールまたはポリアミンのプロピレン
オキサイドおよび/またはエチレンオキサイド付加
物}、ポリエステルポリオール[前記ポリオールと多塩
基酸{アジピン酸、o,m,p−フタル酸、コハク酸、ア
ゼライン酸、セバシン酸、リシノール酸}との縮合物、
ポリカプロラクトンポリオール{ポリε−カプロラクト
ン等}、ヒドロキシカルボン酸の重縮合物等]等、活性
水素を有する化合物を併用することができる。
In crosslinking the monomer having an isocyanate group, polyols and polyamines [bifunctional compounds {water, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol and the like], trifunctional compounds {glycerin, trimethylolpropane, 1,4,6-hexanetriol, triethanolamine, etc., tetrafunctional compound, pentaerythritol, ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, tetramethylolcyclohexane,
Methyl glucoside, etc.} pentafunctional compound {2,2,6,6
-Tetrakis (hydroxymethyl) cyclohexanol, diethylenetriamine and the like {, 6-functional compound {sorbitol, mannitol, dulcitol, etc.}, 8-functional compound {sucrose, etc.}], and polyether polyols {propylene oxide and / or the polyol or polyamine) An ethylene oxide adduct {, a polyester polyol [condensation product of the polyol and a polybasic acid {adipic acid, o, m, p-phthalic acid, succinic acid, azelaic acid, sebacic acid, ricinoleic acid};
Compounds having active hydrogen can be used in combination, such as polycaprolactone polyol {poly-ε-caprolactone, etc.}, polycondensates of hydroxycarboxylic acids, etc.].

【0047】該架橋反応にあたって、触媒を併用するこ
とができる。該触媒について例示すると、有機スズ化合
物類、トリアルキルホスフィン類、アミン類[モノアミ
ン類{N,N−ジメチルシクロヘキシルアミン、トリエ
チルアミン等}、環状モノアミン類{ピリジン、N−メ
チルモルホリン等}、ジアミン類{N,N,N’,N’
−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’
−テトラメチル1,3−ブタンジアミン等}、トリアミ
ン類{N,N,N’,N’−ペンタメチルジエチレント
リアミン等}、ヘキサミン類{N,N,N’N’−テト
ラ(3−ジメチルアミノプロピル)−メタンジアミン
等}、環状ポリアミン類{ジアザビシクロオクタン(D
ABCO)、N,N’−ジメチルピペラジン、1,2−
ジメチルイミダゾール、1,8−ジアザビシクロ(5,
4,0)ウンデセン−7(DBU)等}等、およびそれ
らの塩類等が挙げられる。
In the crosslinking reaction, a catalyst can be used in combination. Examples of the catalyst include organotin compounds, trialkylphosphines, amines [monoamines {N, N-dimethylcyclohexylamine, triethylamine, etc.}, cyclic monoamines {pyridine, N-methylmorpholine, etc.}, diamines} N, N, N ', N'
-Tetramethylethylenediamine, N, N, N ', N'
-Tetramethyl 1,3-butanediamine etc., triamines {N, N, N ', N'-pentamethyldiethylenetriamine etc.}, hexamines {N, N, N'N'-tetra (3-dimethylaminopropyl) ) -Methanediamine, etc., cyclic polyamines, diazabicyclooctane (D
ABCO), N, N'-dimethylpiperazine, 1,2-
Dimethylimidazole, 1,8-diazabicyclo (5,
4,0) undecene-7 (DBU) and the like, and salts thereof.

【0048】本発明の非水電解質を上記のようにゲル状
態で用いると、特に本発明の電解質組成は塩濃度が高い
ので、塩の析出を抑える効果がある点で好ましい。
It is preferable to use the non-aqueous electrolyte of the present invention in a gel state as described above, particularly since the electrolyte composition of the present invention has a high salt concentration and has an effect of suppressing the precipitation of salts.

【0049】非水電解質電池の構成については特に限定
されるものではなく、正極、負極および単層又は複層の
セパレータを有するコイン電池やボタン電池、さらに、
正極、負極およびロール状のセパレータを有する円筒型
電池、角型電池、扁平型電池等が一例として挙げられ
る。
The configuration of the nonaqueous electrolyte battery is not particularly limited, and coin batteries and button batteries having a positive electrode, a negative electrode and a single-layer or multiple-layer separator,
Examples include a cylindrical battery, a prismatic battery, and a flat battery having a positive electrode, a negative electrode, and a roll-shaped separator.

【0050】非水電解質電池の外装体の材料としては、
ニッケルメッキした鉄やステンレススチール、アルミニ
ウム、金属樹脂複合フィルム等が一例として挙げられ
る。例えば、金属箔を樹脂フィルムで挟み込んだ構成の
金属樹脂複合フィルムが好ましい。前記金属箔の具体例
としては、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅、ステンレ
ス鋼、チタン、金、銀等、ピンホールのない箔であれば
限定されないが、好ましくは軽量且つ安価なアルミニウ
ム箔が好ましい。また、電池外部側の樹脂フィルムとし
ては、ポリエチレンテレフタレートフィルム,ナイロン
フィルム等の突き刺し強度に優れた樹脂フィルムを、電
池内部側の樹脂フィルムとしては、ポリエチレンフィル
ム,ナイロンフィルム等の、熱融着可能であり、かつ耐
溶剤性を有するフィルムが好ましい。
As the material of the exterior body of the nonaqueous electrolyte battery,
Examples include nickel-plated iron, stainless steel, aluminum, and metal resin composite films. For example, a metal-resin composite film having a configuration in which a metal foil is sandwiched between resin films is preferable. Specific examples of the metal foil include, but are not limited to, aluminum, iron, nickel, copper, stainless steel, titanium, gold, silver, and the like, as long as they have no pinholes. Preferably, a lightweight and inexpensive aluminum foil is preferable. As the resin film on the outside of the battery, a resin film having excellent piercing strength such as a polyethylene terephthalate film or a nylon film can be used, and as the resin film on the inside of the battery, a polyethylene film or a nylon film can be used. It is preferable to use a film that has a solvent resistance.

【0051】[0051]

【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて、本発明
をさらに具体的に説明するが、これらは、本発明を何ら
限定するものではない。
Next, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, which do not limit the present invention at all.

【0052】(本発明電池1) 〔電解液Aの調製〕γ−ブチロラクトン70重量%及び
エチレンカーボネート30重量%を混合し、これにLi
BF4を2.0mol/lの濃度になるように溶解して電解液
Aを調製した。
(Battery 1 of the Invention) [Preparation of Electrolyte A] 70% by weight of γ-butyrolactone and 30% by weight of ethylene carbonate were mixed, and Li was added thereto.
BF 4 was dissolved to a concentration of 2.0 mol / l to prepare electrolyte solution A.

【0053】〔電解液Bの調製〕プロピレンカーボネー
ト30重量%、γ−ブチロラクトン50重量%及びエチ
レンカーボネート20重量%を混合し、これにLiBF
4を2.0mol/lの濃度になるように溶解して電解液Bを
調製した。
[Preparation of electrolyte solution B] 30% by weight of propylene carbonate, 50% by weight of γ-butyrolactone and 20% by weight of ethylene carbonate were mixed, and LiBF was added thereto.
4 was dissolved to a concentration of 2.0 mol / l to prepare an electrolytic solution B.

【0054】〔非水電解質電池の作製〕LiCoO
2(正極活物質)90重量%、アセチレンブラック(導
電剤)5重量%及びポリフッ化ビニリデン(結着剤)5
重量%を混合し、N−メチルピロリドンを用いて混練し
た。得られたペーストをアルミニウム箔上に塗布、乾
燥、プレスして正極を作製した。正極には正極端子を超
音波溶接により溶接した。
[Production of Nonaqueous Electrolyte Battery] LiCoO
2 (Positive electrode active material) 90% by weight, acetylene black (conductive agent) 5% by weight and polyvinylidene fluoride (binder) 5
% By weight and kneaded with N-methylpyrrolidone. The obtained paste was applied on an aluminum foil, dried and pressed to produce a positive electrode. A positive electrode terminal was welded to the positive electrode by ultrasonic welding.

【0055】人造黒鉛(負極材料)97重量%及びスチ
レンブタジエンゴム(結着剤)2重量%及びカルボキシ
メチルセルロース(増粘剤)1重量%を混合し、精製水
を用いて混練した。得られたペーストを銅箔上に塗布、
乾燥、プレスして負極を調製した。負極には、負極端子
を抵抗溶接により溶接した。
97% by weight of artificial graphite (negative electrode material), 2% by weight of styrene butadiene rubber (binder) and 1% by weight of carboxymethyl cellulose (thickener) were mixed and kneaded with purified water. Apply the obtained paste on copper foil,
After drying and pressing, a negative electrode was prepared. The negative electrode terminal was welded to the negative electrode by resistance welding.

【0056】ポリアクリレートで表面改質し、電解液の
保持性を向上したポリプロピレン製の微孔膜をセパレー
タとし、負極/セパレータ/正極の順に積層し、扁平形
状に捲回し、極群を得た。
A separator was formed by using a polypropylene microporous membrane surface-modified with polyacrylate to improve the retention of the electrolytic solution as a separator, laminated in the order of negative electrode / separator / positive electrode and wound into a flat shape to obtain an electrode group. .

【0057】外装体として、ポリエチレンテレフタレー
ト(15μm)/アルミニウム箔(50μm)/金属接
着性ポリプロピレンフィルム(50μm)からなる金属
樹脂複合フィルムを用い、前記正極端子及び負極端子の
開放端部が外部露出するように注液孔となる部分を除い
て気密封止した。
A metal resin composite film composed of polyethylene terephthalate (15 μm) / aluminum foil (50 μm) / metal adhesive polypropylene film (50 μm) is used as the outer package, and the open ends of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are exposed outside. As described above, airtight sealing was performed except for the portion that became a liquid injection hole.

【0058】前記注液孔から一定量の電解液1を注液
後、真空状態で前記注液孔部分を熱封口し、設計容量5
00mAhの扁平形の非水電解質電池を作製し、本発明
電池1とした。
After injecting a certain amount of the electrolytic solution 1 from the injection hole, the injection hole portion was heat-sealed in a vacuum state to obtain a design capacity of 5.
A flat non-aqueous electrolyte battery of 00 mAh was produced, and was designated as Battery 1 of the invention.

【0059】(本発明電池2〜4)電解液Aに用いるL
iBF4濃度をそれぞれ2.3mol/l、1.7mol/l、
1.3mol/lとしたこと以外は電解液本発明電池1と同
様に非水電解質電池を作製し、それぞれ、本発明電池
2、本発明電池3、及び本発明電池4とした。
(Batteries 2 to 4 of the Present Invention) L used for electrolytic solution A
iBF 4 concentrations of 2.3 mol / l, 1.7 mol / l,
A non-aqueous electrolyte battery was prepared in the same manner as the battery 1 of the present invention, except that the concentration was 1.3 mol / l. The battery 2 of the present invention, the battery 3 of the present invention, and the battery 4 of the present invention were obtained, respectively.

【0060】(比較電池1〜2)電解液Aに用いるLi
BF4濃度をそれぞれ1.0mol/l、0.6mol/lとした
こと以外は本発明電池1と同様に非水電解質電池を作製
し、それぞれ、比較電池1及び比較電池2とした。
(Comparative batteries 1 and 2) Li used for electrolyte solution A
A non-aqueous electrolyte battery was produced in the same manner as the battery 1 of the present invention except that the BF 4 concentration was set to 1.0 mol / l and 0.6 mol / l, respectively.

【0061】なお、電解液Aに用いるLiBF4濃度を
2.5mol/lとした電池についても作製を試みたが、調
整した電解液の静置中に塩(LiBF4)の析出が観察
されたため、電池の作製を中止した。
A battery was also prepared with a LiBF 4 concentration of 2.5 mol / l used for the electrolyte solution A, but salt (LiBF 4 ) precipitation was observed during the standing of the adjusted electrolyte solution. The production of the battery was stopped.

【0062】(本発明電池5〜8)電解液Aの代わりに
電解液Bを用いたこと以外は本発明電池Aと同様にして
電池を作製し、本発明電池5とした。さらに、電解液B
に用いるLiBF4濃度をそれぞれ2.3mol/l、1.7
mol/l、1.3mol/lとしたこと以外は本発明電池5と同
様に非水電解質電池を作製し、それぞれ、本発明電池
6、本発明電池7、及び本発明電池8とした。
(Batteries 5 to 8 of the Present Invention) Batteries were prepared in the same manner as Battery A of the present invention, except that Electrolyte B was used instead of Electrolyte A. Further, electrolyte B
The concentration of LiBF 4 used for the reaction was 2.3 mol / l and 1.7, respectively.
A non-aqueous electrolyte battery was prepared in the same manner as the battery 5 of the present invention except that the mol / l and 1.3 mol / l were used, and the battery 6 of the present invention, the battery 7 of the present invention, and the battery 8 of the present invention were obtained, respectively.

【0063】(比較電池3〜4)電解液Bに用いるLi
BF4濃度をそれぞれ1.0mol/l、0.6mol/lとした
こと以外は本発明電池5と同様に非水電解質電池を作製
し、それぞれ、比較電池3及び比較電池4とした。
(Comparative batteries 3 and 4) Li used for electrolyte B
A non-aqueous electrolyte battery was prepared in the same manner as the battery 5 of the present invention, except that the BF 4 concentration was set to 1.0 mol / l and 0.6 mol / l, respectively.

【0064】なお、電解液Bに用いるLiBF4濃度を
2.5mol/lとした電池についても作製を試みたが、調
整した電解液の静置中に塩(LiBF4)の析出が観察
されたため、電池の作製を中止した。 〔電池特性の測定〕本発明電池1〜8及び比較電池1〜
4を用いて、室温(25℃)において、4.1V、10
0mA、7時間の定電流定電圧充電を行った後、100
mA、終止電圧2.7Vの低電流放電を行った。次い
で、同条件の低電流低電圧充電を挟みながら500m
A、1000mA及び1500mAでの放電試験を行っ
た。100mAでの放電容量を100%とし、それぞれ
の電流密度における容量比を算出した。結果を表1及び
表2に示す。次に、これらの結果を塩濃度との関係でプ
ロットした結果をそれぞれ図1及び図2に示す。
A battery was also prepared in which the concentration of LiBF 4 used for the electrolyte B was 2.5 mol / l. However, precipitation of salt (LiBF 4 ) was observed during the standing of the adjusted electrolyte. The production of the battery was stopped. [Measurement of battery characteristics] Batteries 1 to 8 of the present invention and comparative batteries 1 to
4.1 at room temperature (25 ° C.)
After the constant current and constant voltage charging of 0 mA and 7 hours, 100
A low current discharge of mA and a final voltage of 2.7 V was performed. Then, 500m while sandwiching the low current and low voltage charging under the same conditions
A, a discharge test at 1000 mA and 1500 mA was performed. The discharge capacity at 100 mA was defined as 100%, and the capacity ratio at each current density was calculated. The results are shown in Tables 1 and 2. Next, the results obtained by plotting these results in relation to the salt concentration are shown in FIGS. 1 and 2, respectively.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】[0066]

【表2】 〔初期効率向上効果の確認〕次に、炭素質負極の単極セ
ルを組み立て、通常用いられるよりも高い塩濃度を用い
た本発明の電解液組成が、炭素質負極の初期効率に与え
る効果を確認した。
[Table 2] [Confirmation of Initial Efficiency Improvement Effect] Next, the monoelectrode cell of the carbonaceous negative electrode was assembled, and the effect of the electrolytic solution composition of the present invention using a salt concentration higher than normally used on the initial efficiency of the carbonaceous negative electrode was shown. confirmed.

【0067】プロピレンカーボネート30重量%、γ−
ブチロラクトン40重量%及びエチレンカーボネート3
0重量%を混合し、これにLiBF4を0.6〜2.3m
ol/lの濃度になるように溶解して電解液を調製し、これ
を使用した。対極として、実施例1の正極の代わりに金
属リチウムを貼り付けたニッケル板を配置し、参照極と
して、少量の金属リチウムを先端に取り付けたニッケル
ワイヤーをセパレータ上に配置した以外は実施例1と同
様に電池を組み立てた。
Propylene carbonate 30% by weight, γ-
Butyrolactone 40% by weight and ethylene carbonate 3
0% by weight, and LiBF 4 was added thereto in an amount of 0.6 to 2.3 m.
An ol / l concentration was dissolved to prepare an electrolytic solution, which was used. Example 1 was the same as Example 1 except that a nickel plate to which metal lithium was stuck instead of the positive electrode of Example 1 was arranged as a counter electrode, and a nickel wire with a small amount of metal lithium attached to the tip was arranged as a reference electrode on the separator. A battery was similarly assembled.

【0068】参照極の電位を基準に炭素質負極の電位を
モニターしながら、前記炭素質負極の電位が上限1.0
V、下限0Vの範囲で変化するよう、500mAの電流
で炭素質電極に対してドープ−脱ドープを行った。最初
にドープされた電気量に対する一回目の脱ドープ電気量
を初期効率(%)とした。初期効率の塩濃度による影響
を表3に示す。
While monitoring the potential of the carbonaceous negative electrode based on the potential of the reference electrode, the potential of the
V, the doping / de-doping was performed on the carbonaceous electrode at a current of 500 mA so as to change in the range of 0 V. The first dedope electricity amount with respect to the initially doped electricity amount was defined as the initial efficiency (%). Table 3 shows the effect of the salt concentration on the initial efficiency.

【0069】[0069]

【表3】 以上の結果から明らかなように、塩濃度を1.3mol/l
以上とした本発明電池では、塩濃度を1.0mol/l以下
とした比較電池に比べ、良好な高率放電特性を示した。
特に、1500mA(20分率)といったハイレート放
電においては、塩濃度を1.0mol/l以下とした比較電
池に比べ、臨界的効果が認められた。また、塩濃度が高
いほど、炭素質負極の初期効率が向上することがわかっ
た。なお、上述したように、塩濃度を2.5mol/l以上
とすると塩の析出が起こり、好ましくない。
[Table 3] As is clear from the above results, the salt concentration was 1.3 mol / l.
The battery of the present invention described above exhibited better high-rate discharge characteristics than the comparative battery in which the salt concentration was 1.0 mol / l or less.
In particular, in a high-rate discharge of 1500 mA (20 fraction), a critical effect was recognized as compared with a comparative battery having a salt concentration of 1.0 mol / l or less. It was also found that the higher the salt concentration, the higher the initial efficiency of the carbonaceous negative electrode. As described above, when the salt concentration is 2.5 mol / l or more, salt precipitation occurs, which is not preferable.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上のように、本発明によれは、溶剤に
少なくともエチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン
を含み、電解質塩に四フッ化ホウ酸リチウムを用い、前
記電解質塩の濃度が1.3mol/l以上2.3mol/l以下と
することで高率放電特性に優れた非水電解質電池を提供
することができるので、工業的価値は極めて大である。
さらに、塩濃度が高いほど炭素質負極の初期効率を向上
させる効果があるので、容易量の大きい非水電解質電池
を提供することができる。
As described above, according to the present invention, the solvent contains at least ethylene carbonate and γ-butyrolactone, lithium tetrafluoroborate is used as the electrolyte salt, and the concentration of the electrolyte salt is 1.3 mol / mol. Since the non-aqueous electrolyte battery excellent in high-rate discharge characteristics can be provided by setting the amount to 1 mol or more and 2.3 mol / l or less, the industrial value is extremely large.
Further, since the higher the salt concentration, the more effective the initial efficiency of the carbonaceous negative electrode is, it is possible to provide a large amount of nonaqueous electrolyte battery.

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

【図1】 各放電電流における放電容量を塩濃度との関
係で示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a discharge capacity at each discharge current in relation to a salt concentration.

【図2】 各放電電流における放電容量を塩濃度との関
係で示したグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a discharge capacity at each discharge current in relation to a salt concentration.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウム含有遷移金属酸化物を有する正
極、グラファイトを有する負極、および非水電解質から
構成される非水電解質電池において、前記非水電解質
は、溶剤に少なくともエチレンカーボネート及びγ−ブ
チロラクトンを含み、電解質塩に四フッ化ホウ酸リチウ
ムを用い、前記電解質塩の濃度が1.3mol/l以上2.
3mol/l以下であ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 having a lithium-containing transition metal oxide, a negative electrode having graphite, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte contains at least ethylene carbonate and γ-butyrolactone as a solvent. Lithium tetrafluoroborate is used as an electrolyte salt, and the concentration of the electrolyte salt is at least 1.3 mol / l.
A non-aqueous electrolyte battery characterized by being at most 3 mol / l.
【請求項2】 前記非水電解質が、溶剤にプロピレンカ
ーボネートをさらに含む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 non-aqueous electrolyte further includes propylene carbonate as a solvent.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006127933A (en) * 2004-10-29 2006-05-18 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using it

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