JP2002117897A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【解決手段】正極と、炭素材料をリチウムイオン吸蔵材
として有する負極と、非水電解液とを備え、非水電解液
が、フルオロカルボン酸を０．１〜５重量％含有する。
フルオロカルボン酸はペルフルオロカルボン酸である。
また、負極がフルオロカルボン酸塩を０．１〜５重量％
含有する。フルオロカルボン酸塩はペルフルオロカルボ
ン酸のリチウム塩である。 【効果】充放電サイクル特性の良いリチウム二次電池が
提供されされる。
として有する負極と、非水電解液とを備え、非水電解液
が、フルオロカルボン酸を０．１〜５重量％含有する。
フルオロカルボン酸はペルフルオロカルボン酸である。
また、負極がフルオロカルボン酸塩を０．１〜５重量％
含有する。フルオロカルボン酸塩はペルフルオロカルボ
ン酸のリチウム塩である。 【効果】充放電サイクル特性の良いリチウム二次電池が
提供されされる。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、正極と、炭素材料
をリチウムイオン吸蔵材として有する負極と、非水電解
液とを備えるリチウム二次電池に係わり、詳しくは、充
放電サイクル特性が良いリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とした、非水電解液の改良に関する。
をリチウムイオン吸蔵材として有する負極と、非水電解
液とを備えるリチウム二次電池に係わり、詳しくは、充
放電サイクル特性が良いリチウム二次電池を提供するこ
とを目的とした、非水電解液の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
リチウム二次電池の負極材料としては、黒鉛、コークス
等の炭素材料が実用されている。なかでも、非常に卑な
放電電位を示す黒鉛は、高エネルギー密度のリチウム二
次電池を得る上で有用であることから、汎用されている
負極材料の一つである。
リチウム二次電池の負極材料としては、黒鉛、コークス
等の炭素材料が実用されている。なかでも、非常に卑な
放電電位を示す黒鉛は、高エネルギー密度のリチウム二
次電池を得る上で有用であることから、汎用されている
負極材料の一つである。
【０００３】しかしながら、負極材料として炭素材料を
使用すると、充放電時に負極と非水電解液との界面で非
水電解液が分解する副反応が生じ、充放電サイクルにお
いて放電容量が短いサイクルで減少するという問題があ
る。
使用すると、充放電時に負極と非水電解液との界面で非
水電解液が分解する副反応が生じ、充放電サイクルにお
いて放電容量が短いサイクルで減少するという問題があ
る。
【０００４】したがって、本発明は、充放電サイクル特
性が良いリチウム二次電池を提供することを目的とす
る。
性が良いリチウム二次電池を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係るリチウム二
次電池（本発明電池）は、正極と、炭素材料をリチウム
イオン吸蔵材として有する負極と、非水電解液とを備
え、前記非水電解液が、フルオロカルボン酸を含有す
る。
次電池（本発明電池）は、正極と、炭素材料をリチウム
イオン吸蔵材として有する負極と、非水電解液とを備
え、前記非水電解液が、フルオロカルボン酸を含有す
る。
【０００６】本発明電池は、フルオロカルボン酸を含有
する非水電解液を使用しているので、充放電サイクル特
性が良い。非水電解液中のフルオロカルボン酸が負極と
反応して負極の表面に膜を形成し、この膜が充放電時の
負極表面での非水電解液の分解を抑制するためと考えら
れる。
する非水電解液を使用しているので、充放電サイクル特
性が良い。非水電解液中のフルオロカルボン酸が負極と
反応して負極の表面に膜を形成し、この膜が充放電時の
負極表面での非水電解液の分解を抑制するためと考えら
れる。
【０００７】非水電解液に含有せしめるフルオロカルボ
ン酸としては、ペルフルオロカルボン酸が好ましく、な
かでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＨ及びＣ3 Ｆ7 ＣＯＯＨが特に好
ましい。
ン酸としては、ペルフルオロカルボン酸が好ましく、な
かでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＨ及びＣ3 Ｆ7 ＣＯＯＨが特に好
ましい。
【０００８】非水電解液のフルオロカルボン酸含有量
は、０．１〜５重量％が好ましく、１〜３重量％がより
好ましい。
は、０．１〜５重量％が好ましく、１〜３重量％がより
好ましい。
【０００９】負極（負極合剤）としては、フルオロカル
ボン酸塩を含有する負極を使用することが好ましい。負
極にフルオロカルボン酸塩を含有せしめることにより、
充放電サイクル特性のいっそう良いリチウム二次電池を
得ることが可能になる。非水電解液中のフルオロカルボ
ン酸と負極との反応により負極の表面に生成した膜が、
負極にフルオロカルボン酸塩を含有せしめることによ
り、安定化するためと考えられる。
ボン酸塩を含有する負極を使用することが好ましい。負
極にフルオロカルボン酸塩を含有せしめることにより、
充放電サイクル特性のいっそう良いリチウム二次電池を
得ることが可能になる。非水電解液中のフルオロカルボ
ン酸と負極との反応により負極の表面に生成した膜が、
負極にフルオロカルボン酸塩を含有せしめることによ
り、安定化するためと考えられる。
【００１０】負極に含有せしめるフルオロカルボン酸塩
としては、ペルフルオロカルボン酸のリチウム塩が好ま
しく、なかでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉ及びＣ3 Ｆ7 ＣＯＯ
Ｌｉが特に好ましい。
としては、ペルフルオロカルボン酸のリチウム塩が好ま
しく、なかでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉ及びＣ3 Ｆ7 ＣＯＯ
Ｌｉが特に好ましい。
【００１１】負極のフルオロカルボン酸塩含有量は、
０．１〜５重量％が好ましく、１〜３重量％がより好ま
しい。
０．１〜５重量％が好ましく、１〜３重量％がより好ま
しい。
【００１２】炭素材料としては、黒鉛、コークス、有機
物焼成体が例示される。負極は、炭素材料と、ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶｄＦ（ポリフッ
化ビニリデン）等の結着剤とを混練して作製される。
物焼成体が例示される。負極は、炭素材料と、ＰＴＦＥ
（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＶｄＦ（ポリフッ
化ビニリデン）等の結着剤とを混練して作製される。
【００１３】炭素材料をリチウムイオン吸蔵材として有
する負極を備えるリチウム二次電池には、非水電解液の
種類にかかわらず、非水電解液が負極との界面で分解す
るという問題が大なり小なり存在するので、非水電解液
は特に限定されない。非水電解液の溶媒としては、エチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレン
カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、エチルメチルカーボネート、ジメトキシエタ
ン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、γ−ブチ
ロラクトン、ジオキソランが例示される。これらの溶媒
は、一種単独を使用してもよく、必要に応じて、２種以
上を併用してもよい。また、非水電解液の溶質として
は、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、Ｌｉ
Ｎ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＮ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 、
ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ）、ＬｉＣ
（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 、ＬｉＣ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）3 が例
示される。これらの溶質も、一種単独を使用してもよ
く、必要に応じて、２種以上を併用してもよい。
する負極を備えるリチウム二次電池には、非水電解液の
種類にかかわらず、非水電解液が負極との界面で分解す
るという問題が大なり小なり存在するので、非水電解液
は特に限定されない。非水電解液の溶媒としては、エチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレン
カーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネート、エチルメチルカーボネート、ジメトキシエタ
ン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、γ−ブチ
ロラクトン、ジオキソランが例示される。これらの溶媒
は、一種単独を使用してもよく、必要に応じて、２種以
上を併用してもよい。また、非水電解液の溶質として
は、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 、Ｌｉ
Ｎ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 、ＬｉＮ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 、
ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ）、ＬｉＣ
（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 、ＬｉＣ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）3 が例
示される。これらの溶質も、一種単独を使用してもよ
く、必要に応じて、２種以上を併用してもよい。
【００１４】正極としては、従来公知のリチウム二次電
池用正極を使用することが可能である。正極材料（正極
活物質）としては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、Ｌｉ
Ｍｎ 2 Ｏ4 等のリチウム金属酸化物、酸化クロム、酸化
コバルト、五酸化バナジウム等の金属酸化物、硫化チタ
ン、硫化モリブデン等の遷移金属のカルコゲン化物が例
示される。正極は、正極材料と、ＰＴＦＥ、ＰＶｄＦ等
の結着剤と、アセチレンブラック、カーボンブラック等
の導電剤とを混練して作製される。
池用正極を使用することが可能である。正極材料（正極
活物質）としては、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、Ｌｉ
Ｍｎ 2 Ｏ4 等のリチウム金属酸化物、酸化クロム、酸化
コバルト、五酸化バナジウム等の金属酸化物、硫化チタ
ン、硫化モリブデン等の遷移金属のカルコゲン化物が例
示される。正極は、正極材料と、ＰＴＦＥ、ＰＶｄＦ等
の結着剤と、アセチレンブラック、カーボンブラック等
の導電剤とを混練して作製される。
【００１５】
【実施例】本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明
するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものでは
なく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施す
ることが可能なものである。
するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものでは
なく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施す
ることが可能なものである。
【００１６】（実験１）本発明電池及び比較電池を作製
し、充放電サイクル特性を調べた。
し、充放電サイクル特性を調べた。
【００１７】（実施例１） 〔正極の作製〕ＬｉＣｏＯ2 （正極材料）と、炭素粉末
（導電剤）と、ＰＶｄＦ（結着剤）とを、重量比９０：
５：５で混合して正極合剤を調製し、この正極合剤にＮ
ＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を加えてスラリー
を調製し、このスラリーをアルミニウム箔（集電体）の
両面に塗布し、乾燥し、圧延して、幅４０ｍｍの帯状の
正極を、アルミニウム箔上に、形成した。
（導電剤）と、ＰＶｄＦ（結着剤）とを、重量比９０：
５：５で混合して正極合剤を調製し、この正極合剤にＮ
ＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）を加えてスラリー
を調製し、このスラリーをアルミニウム箔（集電体）の
両面に塗布し、乾燥し、圧延して、幅４０ｍｍの帯状の
正極を、アルミニウム箔上に、形成した。
【００１８】〔負極の作製〕天然黒鉛（格子面（００
２）面の面間隔ｄ00＝０．３３５６ｎｍ、ｃ軸方向の結
晶子の大きさＬｃ＞１００ｎｍ）と、ＰＶｄＦ（結着
剤）とを、重量比９０：１０で混合して負極合剤を調製
し、この負極合剤にＮＭＰを加えてスラリーを調製し、
このスラリーを銅箔（集電体）の両面に塗布し、乾燥
し、圧延して、幅４２ｍｍの帯状の負極を、銅箔上に、
形成した。
２）面の面間隔ｄ00＝０．３３５６ｎｍ、ｃ軸方向の結
晶子の大きさＬｃ＞１００ｎｍ）と、ＰＶｄＦ（結着
剤）とを、重量比９０：１０で混合して負極合剤を調製
し、この負極合剤にＮＭＰを加えてスラリーを調製し、
このスラリーを銅箔（集電体）の両面に塗布し、乾燥
し、圧延して、幅４２ｍｍの帯状の負極を、銅箔上に、
形成した。
【００１９】〔非水電解液の調製〕エチレンカーボネー
トとジエチルカーボネートとの体積比１：１の混合溶媒
にＬｉＰＦ6 を１モル／リットル溶かした後、Ｃ2 Ｆ5
ＣＯＯＨを添加して、Ｃ2Ｆ5 ＣＯＯＨを２重量％含有
する非水電解液を調製した。
トとジエチルカーボネートとの体積比１：１の混合溶媒
にＬｉＰＦ6 を１モル／リットル溶かした後、Ｃ2 Ｆ5
ＣＯＯＨを添加して、Ｃ2Ｆ5 ＣＯＯＨを２重量％含有
する非水電解液を調製した。
【００２０】〔リチウム二次電池の作製〕上記の正極と
負極とを、これらの間にポリプロピレンフィルム（セパ
レータ）を介在させた状態で渦巻き状に巻回して渦巻電
極体を作製し、この渦巻電極体を電池缶内に挿入し、上
記の非水電解液を電池缶内に注ぎ、封口して、直径が１
４．２ｍｍ、高さが５０．０ｍｍである円筒形のリチウ
ム二次電池Ａ１（本発明電池）を作製した。
負極とを、これらの間にポリプロピレンフィルム（セパ
レータ）を介在させた状態で渦巻き状に巻回して渦巻電
極体を作製し、この渦巻電極体を電池缶内に挿入し、上
記の非水電解液を電池缶内に注ぎ、封口して、直径が１
４．２ｍｍ、高さが５０．０ｍｍである円筒形のリチウ
ム二次電池Ａ１（本発明電池）を作製した。
【００２１】（比較例１）非水電解液の調製において、
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨを添加しなかったこと以外は実施例１
と同様にして、リチウム二次電池Ｘ１（比較電池）を作
製した。
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨを添加しなかったこと以外は実施例１
と同様にして、リチウム二次電池Ｘ１（比較電池）を作
製した。
【００２２】（比較例２）非水電解液の調製において、
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、Ｃ2 Ｈ5 ＣＯＯＨを同量使
用したこと以外は実施例１と同様にして、リチウム二次
電池Ｘ２（比較電池）を作製した。
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、Ｃ2 Ｈ5 ＣＯＯＨを同量使
用したこと以外は実施例１と同様にして、リチウム二次
電池Ｘ２（比較電池）を作製した。
【００２３】〈各電池の充放電サイクル特性〉各電池に
ついて、５００ｍＡの定電流で４．２Ｖまで充電し、次
いで４．２Ｖの定電圧で合計の充電時間が２．５時間と
なるまで充電した後、５００ｍＡで２．７Ｖまで放電す
る充放電を２００サイクル行い、１サイクル目の放電容
量Ｃ1及び２００サイクル目の放電容量Ｃ200 を求め、
下式で定義される１サイクル当たりの平均容量劣化率Ｐ
（％／サイクル）を算出した。この値が小さい電池ほ
ど、充放電サイクル特性が良い電池である。結果を表１
に示す。
ついて、５００ｍＡの定電流で４．２Ｖまで充電し、次
いで４．２Ｖの定電圧で合計の充電時間が２．５時間と
なるまで充電した後、５００ｍＡで２．７Ｖまで放電す
る充放電を２００サイクル行い、１サイクル目の放電容
量Ｃ1及び２００サイクル目の放電容量Ｃ200 を求め、
下式で定義される１サイクル当たりの平均容量劣化率Ｐ
（％／サイクル）を算出した。この値が小さい電池ほ
ど、充放電サイクル特性が良い電池である。結果を表１
に示す。
【００２４】Ｐ（％／サイクル）＝｛（Ｃ1 −Ｃ200 ）
／（１９９Ｃ1 ）｝×１００
／（１９９Ｃ1 ）｝×１００
【００２５】
【表１】
【００２６】表１より、本発明電池Ａ１は、比較電池Ｘ
１に比べて、充放電サイクル特性が良いことが分かる。
また、比較電池Ｘ２は、比較電池Ｘ１に比べて、充放電
サイクル特性が若干良い程度に過ぎないことから、充放
電サイクル特性を有効に向上させるためには、非水電解
液に含有せしめる添加剤としてフルオロカルボン酸を使
用する必要があることが分かる。
１に比べて、充放電サイクル特性が良いことが分かる。
また、比較電池Ｘ２は、比較電池Ｘ１に比べて、充放電
サイクル特性が若干良い程度に過ぎないことから、充放
電サイクル特性を有効に向上させるためには、非水電解
液に含有せしめる添加剤としてフルオロカルボン酸を使
用する必要があることが分かる。
【００２７】（実験２）負極にフルオロカルボン酸塩を
含有せしめたリチウム二次電池の充放電サイクル特性を
調べた。
含有せしめたリチウム二次電池の充放電サイクル特性を
調べた。
【００２８】（実施例２）天然黒鉛（格子面（００２）
面の面間隔ｄ00＝０．３３５６ｎｍ、ｃ軸方向の結晶子
の大きさＬｃ＞１００ｎｍ）と、ＰＶｄＦ（結着剤）と
を、重量比９０：１０で混合し、さらにＣ2 Ｆ5 ＣＯＯ
Ｌｉを加えて混合して負極合剤を調製し、この負極合剤
にＮＭＰを加えてスラリーを調製し、このスラリーを銅
箔（集電体）の両面に塗布し、乾燥し、圧延して、Ｃ2
Ｆ5 ＣＯＯＬｉを２重量％含有する幅４２ｍｍの帯状の
負極を、銅箔上に、形成した。次いで、リチウム二次電
池の作製において、この負極を使用したこと以外は実施
例１と同様にして、負極のみが本発明電池Ａ１と異なる
リチウム二次電池Ｂ１（本発明電池）を作製した。
面の面間隔ｄ00＝０．３３５６ｎｍ、ｃ軸方向の結晶子
の大きさＬｃ＞１００ｎｍ）と、ＰＶｄＦ（結着剤）と
を、重量比９０：１０で混合し、さらにＣ2 Ｆ5 ＣＯＯ
Ｌｉを加えて混合して負極合剤を調製し、この負極合剤
にＮＭＰを加えてスラリーを調製し、このスラリーを銅
箔（集電体）の両面に塗布し、乾燥し、圧延して、Ｃ2
Ｆ5 ＣＯＯＬｉを２重量％含有する幅４２ｍｍの帯状の
負極を、銅箔上に、形成した。次いで、リチウム二次電
池の作製において、この負極を使用したこと以外は実施
例１と同様にして、負極のみが本発明電池Ａ１と異なる
リチウム二次電池Ｂ１（本発明電池）を作製した。
【００２９】（比較例３）リチウム二次電池の作製にお
いて、負極として、実施例２で作製した負極を使用した
こと以外は比較例１と同様にして、負極のみが比較電池
Ｘ１と異なるリチウム二次電池Ｘ３（比較電池）を作製
した。
いて、負極として、実施例２で作製した負極を使用した
こと以外は比較例１と同様にして、負極のみが比較電池
Ｘ１と異なるリチウム二次電池Ｘ３（比較電池）を作製
した。
【００３０】各電池について、実験１で行ったものと同
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表２に示す。表２には、本発明電池Ａ１の結
果も表１より転記して示してある。
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表２に示す。表２には、本発明電池Ａ１の結
果も表１より転記して示してある。
【００３１】
【表２】
【００３２】表２に示すように、本発明電池Ｂ１は、本
発明電池Ａ１に比べて、充放電サイクル特性が良い。こ
の結果から、負極にフルオロカルボン酸塩を含有せしめ
ることにより、充放電サイクル特性がいっそう向上する
ことが分かる。また、本発明電池Ｂ１の平均容量劣化率
Ｐが、本発明電池Ａ１及び比較電池Ｘ３のそれらに比べ
て格段小さいことから、非水電解液にフルオロカルボン
酸を含有せしめるとともに、負極にフルオロカルボン酸
塩を含有せしめることにより、充放電サイクル特性が予
測を越えて大幅に向上することが分かる。
発明電池Ａ１に比べて、充放電サイクル特性が良い。こ
の結果から、負極にフルオロカルボン酸塩を含有せしめ
ることにより、充放電サイクル特性がいっそう向上する
ことが分かる。また、本発明電池Ｂ１の平均容量劣化率
Ｐが、本発明電池Ａ１及び比較電池Ｘ３のそれらに比べ
て格段小さいことから、非水電解液にフルオロカルボン
酸を含有せしめるとともに、負極にフルオロカルボン酸
塩を含有せしめることにより、充放電サイクル特性が予
測を越えて大幅に向上することが分かる。
【００３３】（実験３）非水電解液に含有せしめるフル
オロカルボン酸の種類と充放電サイクル特性の関係を調
べた。
オロカルボン酸の種類と充放電サイクル特性の関係を調
べた。
【００３４】（実施例３）非水電解液の調製において、
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、ＣＦ3 ＣＯＯＨを同量使用
したこと以外は実施例２と同様にして、リチウム二次電
池Ｃ１（本発明電池）を作製した。
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、ＣＦ3 ＣＯＯＨを同量使用
したこと以外は実施例２と同様にして、リチウム二次電
池Ｃ１（本発明電池）を作製した。
【００３５】（実施例４）非水電解液の調製において、
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、Ｃ3 Ｆ7 ＣＯＯＨを同量使
用したこと以外は実施例２と同様にして、リチウム二次
電池Ｃ２（本発明電池）を作製した。
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、Ｃ3 Ｆ7 ＣＯＯＨを同量使
用したこと以外は実施例２と同様にして、リチウム二次
電池Ｃ２（本発明電池）を作製した。
【００３６】（実施例５）非水電解液の調製において、
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、Ｃ4 Ｆ9 ＣＯＯＨを同量使
用したこと以外は実施例２と同様にして、リチウム二次
電池Ｃ３（本発明電池）を作製した。
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、Ｃ4 Ｆ9 ＣＯＯＨを同量使
用したこと以外は実施例２と同様にして、リチウム二次
電池Ｃ３（本発明電池）を作製した。
【００３７】（実施例６）非水電解液の調製において、
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、ＣＦ3 ＣＨ2 ＣＯＯＨを同
量使用したこと以外は実施例２と同様にして、リチウム
二次電池Ｃ４（本発明電池）を作製した。
Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、ＣＦ3 ＣＨ2 ＣＯＯＨを同
量使用したこと以外は実施例２と同様にして、リチウム
二次電池Ｃ４（本発明電池）を作製した。
【００３８】各電池について、実験１で行ったものと同
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表３に示す。表３には、本発明電池Ｂ１の結
果も表２より転記して示してある。
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表３に示す。表３には、本発明電池Ｂ１の結
果も表２より転記して示してある。
【００３９】
【表３】
【００４０】表３より、非水電解液に含有せしめるフル
オロカルボン酸としては、ペルフルオロカルボン酸が好
ましく、なかでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＨ及びＣ3 Ｆ7 ＣＯＯ
Ｈが特に好ましいことが分かる。なお、この実験３で
は、負極としてフルオロカルボン酸塩（Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯ
Ｌｉ）を含有する負極を使用したが、フルオロカルボン
酸塩を含有しない負極を使用した場合も、非水電解液に
含有せしめるフルオロカルボン酸としては、ペルフルオ
ロカルボン酸が好ましく、なかでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＨ及
びＣ3 Ｆ7 ＣＯＯＨが特に好ましいことを確認した。
オロカルボン酸としては、ペルフルオロカルボン酸が好
ましく、なかでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＨ及びＣ3 Ｆ7 ＣＯＯ
Ｈが特に好ましいことが分かる。なお、この実験３で
は、負極としてフルオロカルボン酸塩（Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯ
Ｌｉ）を含有する負極を使用したが、フルオロカルボン
酸塩を含有しない負極を使用した場合も、非水電解液に
含有せしめるフルオロカルボン酸としては、ペルフルオ
ロカルボン酸が好ましく、なかでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＨ及
びＣ3 Ｆ7 ＣＯＯＨが特に好ましいことを確認した。
【００４１】（実験４）非水電解液のフルオロカルボン
酸含有量と充放電サイクル特性の関係を調べた。
酸含有量と充放電サイクル特性の関係を調べた。
【００４２】（実施例７〜１２）非水電解液の調製にお
いて、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨを表４に示す量使用したこと以
外は実施例２と同様にして、非水電解液のみが本発明電
池Ｂ１と異なるリチウム二次電池Ｄ１〜Ｄ６（本発明電
池）を作製した。
いて、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨを表４に示す量使用したこと以
外は実施例２と同様にして、非水電解液のみが本発明電
池Ｂ１と異なるリチウム二次電池Ｄ１〜Ｄ６（本発明電
池）を作製した。
【００４３】（実施例１３〜１８）非水電解液の調製に
おいて、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、Ｃ3 Ｆ7 ＣＯＯＨ
を表４に示す量使用したこと以外は実施例４と同様にし
て、非水電解液のみが本発明電池Ｃ２と異なるリチウム
二次電池Ｅ１〜Ｅ６（本発明電池）を作製した。
おいて、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＨに代えて、Ｃ3 Ｆ7 ＣＯＯＨ
を表４に示す量使用したこと以外は実施例４と同様にし
て、非水電解液のみが本発明電池Ｃ２と異なるリチウム
二次電池Ｅ１〜Ｅ６（本発明電池）を作製した。
【００４４】各電池について、実験１で行ったものと同
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表４及び表５に示す。表４には、本発明電池
Ｂ１の結果を表２より転記して示してあり、表５には、
本発明電池Ｃ２の結果を表３より転記して示してある。
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表４及び表５に示す。表４には、本発明電池
Ｂ１の結果を表２より転記して示してあり、表５には、
本発明電池Ｃ２の結果を表３より転記して示してある。
【００４５】
【表４】
【００４６】
【表５】
【００４７】表４及び表５より、非水電解液のフルオロ
カルボン酸含有量は、０．１〜５重量％が好ましく、１
〜３重量％が特に好ましいことが分かる。なお、この実
験４では、負極としてフルオロカルボン酸塩（Ｃ2 Ｆ5
ＣＯＯＬｉ）を含有する負極を使用したが、フルオロカ
ルボン酸塩を含有しない負極を使用した場合も、非水電
解液のフルオロカルボン酸含有量は、０．１〜５重量％
が好ましく、１〜３重量％が特に好ましいことを確認し
た。また、非水電解液にＣＦ3 ＣＯＯＨ、Ｃ4Ｆ9 ＣＯ
ＯＨ又はＣＦ3 ＣＨ2 ＣＯＯＨを含有せしめる場合も、
非水電解液のフルオロカルボン酸含有量は、０．１〜５
重量％が好ましく、１〜３重量％が特に好ましいことを
確認した。
カルボン酸含有量は、０．１〜５重量％が好ましく、１
〜３重量％が特に好ましいことが分かる。なお、この実
験４では、負極としてフルオロカルボン酸塩（Ｃ2 Ｆ5
ＣＯＯＬｉ）を含有する負極を使用したが、フルオロカ
ルボン酸塩を含有しない負極を使用した場合も、非水電
解液のフルオロカルボン酸含有量は、０．１〜５重量％
が好ましく、１〜３重量％が特に好ましいことを確認し
た。また、非水電解液にＣＦ3 ＣＯＯＨ、Ｃ4Ｆ9 ＣＯ
ＯＨ又はＣＦ3 ＣＨ2 ＣＯＯＨを含有せしめる場合も、
非水電解液のフルオロカルボン酸含有量は、０．１〜５
重量％が好ましく、１〜３重量％が特に好ましいことを
確認した。
【００４８】（実験５）負極に含有せしめるフルオロカ
ルボン酸塩の種類と充放電サイクル特性の関係を調べ
た。
ルボン酸塩の種類と充放電サイクル特性の関係を調べ
た。
【００４９】（実施例１９〜２３）負極の作製におい
て、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉに代えて、表６に示すフルオロ
カルボン酸塩を使用したこと以外は実施例２と同様にし
て、負極のみが本発明電池Ｂ１と異なるリチウム二次電
池Ｆ１〜Ｆ５（本発明電池）を作製した。
て、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉに代えて、表６に示すフルオロ
カルボン酸塩を使用したこと以外は実施例２と同様にし
て、負極のみが本発明電池Ｂ１と異なるリチウム二次電
池Ｆ１〜Ｆ５（本発明電池）を作製した。
【００５０】各電池について、実験１で行ったものと同
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表６に示す。表６には、本発明電池Ｂ１の結
果も表２より転記して示してある。
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表６に示す。表６には、本発明電池Ｂ１の結
果も表２より転記して示してある。
【００５１】
【表６】
【００５２】表６より、負極に含有せしめるフルオロカ
ルボン酸塩としては、ペルフルオロカルボン酸のリチウ
ム塩が好ましく、なかでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉ及びＣ3
Ｆ7ＣＯＯＬｉが特に好ましいことが分かる。
ルボン酸塩としては、ペルフルオロカルボン酸のリチウ
ム塩が好ましく、なかでもＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉ及びＣ3
Ｆ7ＣＯＯＬｉが特に好ましいことが分かる。
【００５３】（実験６）負極のフルオロカルボン酸塩含
有量と充放電サイクル特性の関係を調べた。
有量と充放電サイクル特性の関係を調べた。
【００５４】（実施例２４〜２９）負極の作製におい
て、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉを表７に示す量使用したこと以
外は実施例２と同様にして、負極のみが本発明電池Ｂ１
と異なるリチウム二次電池Ｇ１〜Ｇ６（本発明電池）を
作製した。
て、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉを表７に示す量使用したこと以
外は実施例２と同様にして、負極のみが本発明電池Ｂ１
と異なるリチウム二次電池Ｇ１〜Ｇ６（本発明電池）を
作製した。
【００５５】（実施例３０〜３５）負極の作製におい
て、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉに代えて、Ｃ3 Ｆ7 ＣＯＯＬｉ
を表８に示す量使用したこと以外は実施例２０と同様に
して、負極のみが本発明電池Ｆ２と異なるリチウム二次
電池Ｈ１〜Ｈ６（本発明電池）を作製した。
て、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉに代えて、Ｃ3 Ｆ7 ＣＯＯＬｉ
を表８に示す量使用したこと以外は実施例２０と同様に
して、負極のみが本発明電池Ｆ２と異なるリチウム二次
電池Ｈ１〜Ｈ６（本発明電池）を作製した。
【００５６】各電池について、実験１で行ったものと同
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表７及び表８に示す。表７には、本発明電池
Ｂ１の結果を表２より転記して示してあり、表８には、
本発明電池Ｆ２の結果を表６より転記して示してある。
じ条件の電池試験を行い、充放電サイクル特性を調べ
た。結果を表７及び表８に示す。表７には、本発明電池
Ｂ１の結果を表２より転記して示してあり、表８には、
本発明電池Ｆ２の結果を表６より転記して示してある。
【００５７】
【表７】
【００５８】
【表８】
【００５９】表７及び表８より、負極のフルオロカルボ
ン酸塩含有量は、０．１〜５重量％が好ましく、１〜３
重量％が特に好ましいことが分かる。なお、負極にＣＦ
3 ＣＯＯＬｉ、Ｃ4 Ｆ9 ＣＯＯＬｉ、ＣＦ3 ＣＨ2 ＣＯ
ＯＬｉ又はＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＮａを含有せしめる場合も、
負極のフルオロカルボン酸塩含有量は、０．１〜５重量
％が好ましく、１〜３重量％が特に好ましいことを確認
した。
ン酸塩含有量は、０．１〜５重量％が好ましく、１〜３
重量％が特に好ましいことが分かる。なお、負極にＣＦ
3 ＣＯＯＬｉ、Ｃ4 Ｆ9 ＣＯＯＬｉ、ＣＦ3 ＣＨ2 ＣＯ
ＯＬｉ又はＣ2 Ｆ5 ＣＯＯＮａを含有せしめる場合も、
負極のフルオロカルボン酸塩含有量は、０．１〜５重量
％が好ましく、１〜３重量％が特に好ましいことを確認
した。
【００６０】上記の実施例では、本発明を円筒形のリチ
ウム二次電池に適用する場合を例に挙げて説明したが、
本発明は、電池の形状に制限は無く、種々の形状のリチ
ウム二次電池に適用可能である。
ウム二次電池に適用する場合を例に挙げて説明したが、
本発明は、電池の形状に制限は無く、種々の形状のリチ
ウム二次電池に適用可能である。
【００６１】
【発明の効果】充放電サイクル特性の良いリチウム二次
電池が提供される。
電池が提供される。
フロントページの続き (72)発明者 喜田 佳典 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 能間 俊之 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 米津 育郎 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5H029 AJ05 AK02 AK03 AK05 AL06 AL07 AM00 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 CJ08 HJ01 HJ02 HJ10 5H050 AA07 BA17 CA02 CA08 CA09 CA11 CB07 CB08 DA03 DA09 DA18 EA22 EA24 GA10 HA01 HA02 HA10
Claims (10)
- 【請求項１】正極と、炭素材料をリチウムイオン吸蔵材
として有する負極と、非水電解液とを備えるリチウム二
次電池において、前記非水電解液が、フルオロカルボン
酸を含有することを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】前記非水電解液が、フルオロカルボン酸を
０．１〜５重量％含有する請求項１記載のリチウム二次
電池。 - 【請求項３】前記非水電解液が、フルオロカルボン酸を
１〜３重量％含有する請求項１記載のリチウム二次電
池。 - 【請求項４】フルオロカルボン酸が、ペルフルオロカル
ボン酸である請求項１〜３のいずれかに記載のリチウム
二次電池。 - 【請求項５】ペルフルオロカルボン酸が、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯ
ＯＨ又はＣ3 Ｆ7 ＣＯＯＨである請求項４記載のリチウ
ム二次電池。 - 【請求項６】前記負極が、フルオロカルボン酸塩を含有
する請求項１〜５のいずれかに記載のリチウム二次電
池。 - 【請求項７】前記負極が、フルオロカルボン酸塩を０．
１〜５重量％含有する請求項６記載のリチウム二次電
池。 - 【請求項８】前記負極が、フルオロカルボン酸塩を１〜
３重量％含有する請求項６記載のリチウム二次電池。 - 【請求項９】フルオロカルボン酸塩が、ペルフルオロカ
ルボン酸のリチウム塩である請求項６〜８のいずれかに
記載のリチウム二次電池。 - 【請求項１０】ペルフルオロカルボン酸のリチウム塩
が、Ｃ2 Ｆ5 ＣＯＯＬｉ又はＣ3 Ｆ7 ＣＯＯＬｉである
請求項９記載のリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000309992A JP3733014B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000309992A JP3733014B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | リチウム二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002117897A true JP2002117897A (ja) | 2002-04-19 |
| JP3733014B2 JP3733014B2 (ja) | 2006-01-11 |
Family
ID=18790028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000309992A Expired - Fee Related JP3733014B2 (ja) | 2000-10-11 | 2000-10-11 | リチウム二次電池 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3733014B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008016252A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Sony Corp | 非水電解質組成物及び非水電解質電池 |
| JP2008078116A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-04-03 | Sony Corp | 電解液および電池 |
-
2000
- 2000-10-11 JP JP2000309992A patent/JP3733014B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008016252A (ja) * | 2006-07-04 | 2008-01-24 | Sony Corp | 非水電解質組成物及び非水電解質電池 |
| JP2008078116A (ja) * | 2006-08-25 | 2008-04-03 | Sony Corp | 電解液および電池 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3733014B2 (ja) | 2006-01-11 |
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