JP2003045483A - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte battery

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JP2003045483A
JP2003045483A JP2001225519A JP2001225519A JP2003045483A JP 2003045483 A JP2003045483 A JP 2003045483A JP 2001225519 A JP2001225519 A JP 2001225519A JP 2001225519 A JP2001225519 A JP 2001225519A JP 2003045483 A JP2003045483 A JP 2003045483A
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徳雄 稲益
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous electrolyte battery having high charging/ discharging efficiency and high energy density. SOLUTION: The non-aqueous electrolyte battery is constituted at least of a positive electrode containing a positive electrode active material as a main component, negative electrode containing a negative active material as the main component, and non-aqueous electrolyte. In this battery, by including in the non-aqueous electrolyte a fluoride or γ-butyrolactone derivatives, the purpose can be accomplished. It is preferable that the negative active material is graphite, and that an exterior body of the battery is a metallic resin composite material.

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
するもので、特に、非水電解質電池に用いる非水電解質
の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery, and more particularly to improvement of a non-aqueous electrolyte used in a non-aqueous electrolyte battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、非水電解質電池、特にリチウム二
次電池は、携帯電話,PHS(簡易携帯電話),小型コ
ンピューター等の携帯機器類用電源、電力貯蔵用電源、
電気自動車用電源として注目されている。
2. Description of the Related Art In recent years, non-aqueous electrolyte batteries, especially lithium secondary batteries, have been used as power sources for mobile devices such as mobile phones, PHS (simple mobile phones), and small computers, power storage power sources,
It is attracting attention as a power source for electric vehicles.

【0003】リチウム二次電池は、一般に、正極活物質
を主要構成成分とする正極と、負極活物質を主要構成成
分とする負極と、非水電解質とから構成される。
A lithium secondary battery is generally composed of a positive electrode having a positive electrode active material as a main constituent, a negative electrode having a negative electrode active material as a main constituent, and a non-aqueous electrolyte.

【0004】リチウム二次電池を構成する正極活物質と
しては、リチウム含有遷移金属酸化物が、負極活物質と
しては、グラファイトに代表される炭素質材料が、非水
電解質としては、六フッ化リン酸リチウム(LiP
6)等の電解質がエチレンカーボネートを主構成成分
とする非水溶媒に溶解されたもの等が広く知られてい
る。
A lithium-containing transition metal oxide is used as a positive electrode active material constituting a lithium secondary battery, a carbonaceous material typified by graphite is used as a negative electrode active material, and phosphorus hexafluoride is used as a non-aqueous electrolyte. Lithium acid (LiP
It is widely known that an electrolyte such as F 6 ) is dissolved in a non-aqueous solvent containing ethylene carbonate as a main constituent.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エチレ
ンカーボネートは融点が高く、低温で電解液が凝固し易
い。そのため、エチレンカーボネートに代えて、より融
点の低いプロピレンカーボネートを電解液の非水溶媒と
して使用する方法が知られているが、充電時、とりわけ
初充電時にプロピレンカーボネートがグラファイト負極
上で分解するため、電池性能が十分に得られないという
問題があった。
However, since ethylene carbonate has a high melting point, the electrolytic solution easily solidifies at low temperatures. Therefore, in place of ethylene carbonate, a method of using a lower melting point propylene carbonate as a non-aqueous solvent of the electrolytic solution is known, but during charging, especially propylene carbonate decomposes on the graphite negative electrode at the time of initial charging, There was a problem that the battery performance was not sufficiently obtained.

【0006】この問題を解決する手段として、特開平1
1−67266号公報等に、プロピレンカーボネート
と、プロピレンカーボネートの上記分解を抑制するため
のビニレンカーボネートとを必須成分とする非水溶媒を
非水電解質電池に適用する技術が開示されている。すな
わち、初充電時にビニレンカーボネートがグラファイト
負極上で分解することにより、グラファイト負極表面に
リチウムイオン透過性の保護被膜を形成するため、プロ
ピレンカーボネートの分解が抑制され、高い低温特性と
高いエネルギー密度とを有する非水電解質電池が得られ
るとされている。しかしながら、ビニレンカーボネート
は耐酸化性に劣り、正極上で分解するため、多量に添加
すると電池性能を劣化させるという問題があった。
As a means for solving this problem, Japanese Patent Laid-Open No.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-67266 discloses a technique of applying a non-aqueous solvent containing propylene carbonate and vinylene carbonate for suppressing the above decomposition of propylene carbonate as essential components to a non-aqueous electrolyte battery. That is, by decomposing vinylene carbonate on the graphite negative electrode during initial charging, a lithium ion permeable protective coating is formed on the surface of the graphite negative electrode, so that decomposition of propylene carbonate is suppressed, and high temperature characteristics and high energy density are obtained. It is said that a non-aqueous electrolyte battery having the same can be obtained. However, since vinylene carbonate is inferior in oxidation resistance and decomposes on the positive electrode, adding a large amount thereof causes a problem of deteriorating battery performance.

【0007】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、充放電効率が高く、高いエネル
ギー密度を有する非水電解質電池を提供することであ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a non-aqueous electrolyte battery having high charge / discharge efficiency and high energy density.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、鋭意検討の結果、非水電解質を構成
する非水溶媒を特定のものとすることにより、驚くべき
ことに、充放電効率が高く、高いエネルギー密度を有す
る非水電解質電池が得られることを見出し、本発明に至
った。すなわち、本発明の技術的構成およびその作用効
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。
In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have made earnest studies and as a result, by surprisingly selecting a non-aqueous solvent constituting a non-aqueous electrolyte, surprisingly, The inventors have found that a non-aqueous electrolyte battery having a high charge / discharge efficiency and a high energy density can be obtained, and completed the present invention. That is, the technical configuration of the present invention and its function and effect are as follows. However, the mechanism of action includes estimation, and its correctness does not limit the present invention.

【0009】請求項1記載の発明は、正極活物質を主要
構成成分とする正極と、負極活物質を主要構成成分とす
る負極と、非水電解質とから、少なくとも構成される非
水電解質電池において、前記非水電解質が、γ−ブチロ
ラクトン誘導体のフッ化物を含有することを特徴とする
非水電解質電池である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte battery including at least a positive electrode having a positive electrode active material as a main constituent, a negative electrode having a negative electrode active material as a main constituent, and a non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte contains a fluoride of a γ-butyrolactone derivative, which is a non-aqueous electrolyte battery.

【0010】請求項1記載の発明によれば、非水電解質
がγ−ブチロラクトン誘導体のフッ化物を含有すること
により、初充電時にγ−ブチロラクトン誘導体のフッ化
物がグラファイト負極上で分解し、グラファイト負極表
面にリチウムイオン透過性の保護被膜を形成するため、
非水電解液を構成するその他の有機溶媒の分解を確実に
抑制できるので、充電を十分に行うことができる。その
上、γ−ブチロラクトン誘導体のフッ化物は、フッ素化
されているため耐酸化性が高く、正極上での酸化分解が
ほとんど起こらず、過剰に添加しても電池性能を劣化さ
せることはない。よって、充放電効率が高く、高いエネ
ルギー密度を有する非水電解質電池とすることができ
る。
According to the invention of claim 1, since the non-aqueous electrolyte contains the fluoride of the γ-butyrolactone derivative, the fluoride of the γ-butyrolactone derivative is decomposed on the graphite negative electrode at the time of initial charge, and the graphite negative electrode. To form a protective film that is permeable to lithium ions on the surface,
Since the decomposition of the other organic solvent that constitutes the non-aqueous electrolyte can be reliably suppressed, the charging can be sufficiently performed. Moreover, since the fluoride of the γ-butyrolactone derivative is fluorinated, it has a high oxidation resistance, almost no oxidative decomposition occurs on the positive electrode, and the addition thereof in excess does not deteriorate the battery performance. Therefore, a non-aqueous electrolyte battery having high charge / discharge efficiency and high energy density can be obtained.

【0011】請求項2記載の発明は、前記負極活物質
が、グラファイトであることを特徴とする非水電解質電
池である。
The invention according to claim 2 is the non-aqueous electrolyte battery, wherein the negative electrode active material is graphite.

【0012】請求項2記載の発明によれば、グラファイ
トは、金属リチウム電位(水溶液の場合−3.045V
vs. NHE)に極めて近い作動電位を有し、かつ
充放電における不可逆容量を小さくできることから、高
作動電圧を有し、高エネルギー密度の非水電解質電池を
得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, graphite has a metallic lithium potential (in the case of an aqueous solution, −3.045 V).
vs. Since it has an operating potential very close to that of NHE) and can reduce the irreversible capacity during charge and discharge, it is possible to obtain a non-aqueous electrolyte battery having a high operating voltage and a high energy density.

【0013】請求項3記載の発明は、前記非水電解質電
池の外装体に金属樹脂複合材料を用いたことを特徴とす
る非水電解質電池である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte battery characterized in that a metal resin composite material is used for an outer casing of the non-aqueous electrolyte battery.

【0014】請求項3記載の発明によれば、金属樹脂複
合材料は、金属よりも軽く、また、薄形形状に容易に成
形できるので、非水電解質電池の小形軽量化が可能であ
る。
According to the third aspect of the present invention, the metal-resin composite material is lighter than metal and can be easily formed into a thin shape, so that the non-aqueous electrolyte battery can be made compact and lightweight.

【0015】[0015]

【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、これらの記述に限定されるもので
はない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiments of the present invention will be illustrated below, but the present invention is not limited to these descriptions.

【0016】本発明に係る非水電解質電池は、正極活物
質を主要構成成分とする正極と、負極活物質を主要構成
成分とする負極と、非水電解質とから構成され、一般的
には、正極と負極との間に、非水電解質電池用セパレー
タが設けられる。
The non-aqueous electrolyte battery according to the present invention comprises a positive electrode having a positive electrode active material as a main constituent, a negative electrode having a negative electrode active material as a main constituent, and a non-aqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte battery separator is provided between the positive electrode and the negative electrode.

【0017】γ−ブチロラクトン誘導体のフッ化物とし
ては、以下のような構造のものが挙げられる。これらは
単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。
Examples of the fluoride of the γ-butyrolactone derivative include those having the following structures. These may be used alone or in combination of two or more.

【0018】[0018]

【化1】 [Chemical 1]

【0019】前記γ−ブチロラクトン誘導体のフッ化物
の含有量は、非水電解質の全重量に対して0.01重量
%〜10重量%であることが好ましく、より好ましくは
0.10重量%〜5重量%である。γ−ブチロラクトン
誘導体のフッ化物の含有量が、非水電解液の全重量に対
して0.01重量%以上であることによって、初充電時
における非水電解液を構成するその他の有機溶媒の分解
をほぼ完全に抑制し、充電をより確実に行うことができ
る。また、10重量%以下であることによって、電解液
の粘度が高くなりすぎないので、高率充放電時や低温下
においても、充分な電池性能を発揮することができる。
The content of the fluoride of the γ-butyrolactone derivative is preferably 0.01% by weight to 10% by weight, more preferably 0.10% by weight to 5% by weight based on the total weight of the non-aqueous electrolyte. % By weight. The content of the fluoride of the γ-butyrolactone derivative is 0.01% by weight or more with respect to the total weight of the non-aqueous electrolytic solution, so that decomposition of other organic solvents constituting the non-aqueous electrolytic solution at the time of initial charging Can be suppressed almost completely, and charging can be performed more reliably. Further, when the content is 10% by weight or less, the viscosity of the electrolytic solution does not become too high, so that sufficient battery performance can be exhibited even at the time of high rate charge / discharge and at low temperature.

【0020】非水電解液を構成する有機溶媒は、一般に
非水電解質電池用非水電解質に使用される有機溶媒が使
用できる。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、クロロエチレン
カーボネート、ビニレンカーボネート等の環状炭酸エス
テル;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、プロ
ピオラクトン等の環状エステル;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、ジフェニルカーボネート等の鎖状カーボネート;酢
酸メチル、酪酸メチル等の鎖状エステル;テトラヒドロ
フランまたはその誘導体、1,3−ジオキサン、ジメト
キシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタ
ン、メチルジグライム等のエーテル類;アセトニトリ
ル、ベンゾニトリル等のニトリル類;ジオキサランまた
はその誘導体;スルホラン、スルトンまたはその誘導体
等の単独またはそれら2種以上の混合物等を挙げること
ができるが、これらに限定されるものではない。
As the organic solvent constituting the non-aqueous electrolyte, an organic solvent generally used for non-aqueous electrolytes for non-aqueous electrolyte batteries can be used. For example, cyclic carbonate such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate, vinylene carbonate; cyclic ester such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, propiolactone; dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, Chain carbonates such as diphenyl carbonate; chain esters such as methyl acetate and methyl butyrate; tetrahydrofuran or its derivatives, ethers such as 1,3-dioxane, dimethoxyethane, diethoxyethane, methoxyethoxyethane, methyldiglyme; acetonitrile , Nitriles such as benzonitrile; dioxalane or its derivatives; sulfolane, sultone or its derivatives, etc., or a mixture of two or more thereof. However, the present invention is not limited to these.

【0021】特に、本発明に用いる前記γ−ブチロラク
トン誘導体のフッ化物は、プロピレンカーボネートを含
有する非水電解質に添加して用いると、高誘電率を有す
るプロピレンカーボネートの特性が十分に発揮できると
共に、グラファイト上でプロピレンカーボネート等の溶
媒の分解を抑制する効果が極めて効果的に発揮できるの
で、高率放電特性および低温特性にさらに優れた電池が
提供できる点で、さらに好ましい。
In particular, when the fluoride of the γ-butyrolactone derivative used in the present invention is used by adding it to a non-aqueous electrolyte containing propylene carbonate, the characteristics of propylene carbonate having a high dielectric constant can be sufficiently exhibited, and The effect of suppressing decomposition of a solvent such as propylene carbonate on graphite can be extremely effectively exerted, and therefore, it is more preferable in that a battery further excellent in high rate discharge characteristics and low temperature characteristics can be provided.

【0022】電解質塩としては、例えば、LiCl
4,LiBF4,LiAsF6,LiPF6,LiCF3
SO3,LiN(CF3SO22,LiN(C25
22,LiSCN,LiBr,LiI,Li2SO4
Li210Cl10,NaClO4,NaI,NaSCN,
NaBr,KClO4,KSCN等のリチウム(L
i)、ナトリウム(Na)またはカリウム(K)の1種
を含む無機イオン塩、LiN(CF 3SO22,LiN
(C25SO22,(CH34NBF4,(CH34
Br,(C254NClO4,(C254NI,(C3
74NBr,(n−C49 4NClO4,(n−C4
94NI,(C254N−maleate,(C2
54N−benzoate,(C254N−phta
late等の四級アンモニウム塩、ステアリルスルホン
酸リチウム、オクチルスルホン酸リチウム、ドデシルベ
ンゼンスルホン酸リチウム等の有機イオン塩が挙げら
れ、これらのイオン性化合物を単独、あるいは2種類以
上混合して用いることが可能である。
Examples of the electrolyte salt include LiCl
OFour, LiBFFour, LiAsF6, LiPF6, LiCF3
SO3, LiN (CF3SO2)2, LiN (C2FFiveS
O2)2, LiSCN, LiBr, LiI, Li2SOFour
Li2BTenClTen, NaClOFour, NaI, NaSCN,
NaBr, KClOFour, KSCN and other lithium (L
i), one of sodium (Na) or potassium (K)
Inorganic ion salt containing LiN (CF 3SO2)2, LiN
(C2FFiveSO2)2, (CH3)FourNBFFour, (CH3)FourN
Br, (C2HFive)FourNClOFour, (C2HFive)FourNI, (C3
H7)FourNBr, (n-CFourH9) FourNClOFour, (N-CFour
H9)FourNI, (C2HFive)FourN-maleate, (C2H
Five)FourN-benzoate, (C2HFive)FourN-phta
Quaternary ammonium salt such as late, stearyl sulfone
Lithium oxide, lithium octyl sulfonate, dodecylbe
Examples include organic ionic salts such as lithium benzenesulfonate.
These ionic compounds may be used alone or in combination of two or more.
It is possible to mix and use the above.

【0023】非水電解質における電解質塩の濃度として
は、高い電池特性を有する非水電解質電池を確実に得る
ために、0.1mol/l〜5mol/lが好ましく、
さらに好ましくは、1mol/l〜2.5mol/lで
ある。
The concentration of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 mol / l to 5 mol / l in order to reliably obtain a non-aqueous electrolyte battery having high battery characteristics.
More preferably, it is 1 mol / l to 2.5 mol / l.

【0024】正極の主要構成成分である正極活物質とし
ては、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有リン
酸塩、リチウム含有硫酸塩などを単独あるいは混合して
用いることが望ましい。リチウム含有遷移金属酸化物と
しては、一般式LiyCo1-xx2、LiyMn2-xX
4(Mは、IからVIII族の金属(例えは、Li,C
a,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。)が挙
げられるが、これらに限定されるものではない。
As the positive electrode active material which is the main constituent of the positive electrode, it is desirable to use lithium-containing transition metal oxides, lithium-containing phosphates, lithium-containing sulfates, etc., alone or in combination. Examples of the lithium-containing transition metal oxide include general formulas Li y Co 1-x M x O 2 and Li y Mn 2-x M x.
O 4 (M is a metal of group I to VIII (for example, Li, C
a, Cr, Ni, Fe, Co, one or more kinds of elements), and the x value showing the substitution amount of different elements is effective up to the maximum substitution amount, but preferably 0 from the viewpoint of discharge capacity.
≦ x ≦ 1. Further, regarding the y value indicating the amount of lithium, the maximum amount that can reversibly use lithium is effective,
From the viewpoint of discharge capacity, 0 ≦ y ≦ 2 is preferable. ), But is not limited thereto.

【0025】また、前記リチウム含有化合物に他の正極
活物質を混合して用いてもよく、他の正極活物質として
は、CuO,Cu2O,Ag2O,CuS,CuSO4
のI族金属化合物、TiS2,SiO2,SnO等のIV族
金属化合物、V25,V61 2,VOx,Nb25,Bi
23,Sb23等のV族金属化合物、CrO3,Cr2
3,MoO3,MoS2,WO3,SeO2等のVI族金属化
合物、MnO2,Mn23等のVII族金属化合物、Fe2
3,FeO,Fe34,Ni23,NiO,CoO3
CoO等のVIII族金属化合物、または、一般式Lix
2,LixMNy2(M、NはIからVIII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, other positive electrode active material may be mixed with the lithium-containing compound, and as the other positive electrode active material, CuO, Cu 2 O, Ag 2 O, CuS, CuSO 4 and the like can be used. metal compounds, TiS 2, SiO 2, IV group metal compound of SnO, etc., V 2 O 5, V 6 O 1 2, VO x, Nb 2 O 5, Bi
Group V metal compounds such as 2 O 3 and Sb 2 O 3 , CrO 3 and Cr 2 O
Group VI metal compounds such as 3 , MoO 3 , MoS 2 , WO 3 and SeO 2 , Group VII metal compounds such as MnO 2 and Mn 2 O 3 , Fe 2
O 3 , FeO, Fe 3 O 4 , Ni 2 O 3 , NiO, CoO 3 ,
Group VIII metal compounds such as CoO, or general formula Li x M
X 2 , Li x MN y X 2 (M and N are metals of groups I to VIII, X
Indicates chalcogen compounds such as oxygen and sulfur. ) And the like, for example, a metal compound such as a lithium-cobalt-based composite oxide or a lithium-manganese-based composite oxide,
Examples include conductive polymer compounds such as disulfide, polypyrrole, polyaniline, polyparaphenylene, polyacetylene, and polyacene materials, and carbonaceous materials having a pseudo-graphite structure, but are not limited thereto.

【0026】負極の主要構成成分である負極活物質とし
ては、炭素質材料、スズ酸化物,珪素酸化物等の金属酸
化物、さらにこれらの物質に負極特性を向上させる目的
でリンやホウ素を添加し改質を行った材料等が挙げられ
る。炭素質材料の中でもグラファイトは、金属リチウム
に極めて近い作動電位を有するので電解質塩としてリチ
ウム塩を採用した場合に自己放電を少なくでき、かつ充
放電における不可逆容量を少なくできるので、負極活物
質として好ましい。さらに本発明においては、γ−ブチ
ロラクトン誘導体のフッ化物を含有する非水電解質が使
用されるので、充電時にグラファイトを主成分とする負
極上で非水電解液を構成するその他の有機溶媒の分解を
確実に抑制でき、グラファイトの上記有利な特性を確実
に発現させることができる。
As the negative electrode active material which is the main constituent of the negative electrode, carbonaceous materials, metal oxides such as tin oxide and silicon oxide, and phosphorus and boron are added to these materials for the purpose of improving the negative electrode characteristics. Examples of the modified material include: Among the carbonaceous materials, graphite is preferable as a negative electrode active material because it has a working potential extremely close to that of metallic lithium and thus can reduce self-discharge when a lithium salt is used as an electrolyte salt and can reduce irreversible capacity during charge and discharge. . Further, in the present invention, since the non-aqueous electrolyte containing the fluoride of the γ-butyrolactone derivative is used, decomposition of other organic solvents constituting the non-aqueous electrolyte on the negative electrode containing graphite as a main component during charging is performed. It can be reliably suppressed, and the above-mentioned advantageous properties of graphite can be surely exhibited.

【0027】以下に、好適に用いることのできるグラフ
ァイトのX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 c軸方向の結晶子の大きさLc 20ナノメートル 真密度 2.00から2.25g/cm3 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。
The analytical results of X-ray diffraction and the like of graphite that can be preferably used are shown below: Lattice plane spacing (d002) 0.333 to 0.350 nanometers Crystallite size La 20 in the a-axis direction La 20 Nanometer C-axis crystallite size Lc 20 nanometer True density 2.00 to 2.25 g / cm3 In addition, graphite, metal oxides such as tin oxide and silicon oxide, phosphorus, boron, amorphous carbon It is also possible to add etc. for modification. In particular, by modifying the surface of graphite by the above method, decomposition of the electrolytic solution can be suppressed and battery characteristics can be improved, which is desirable. Further, lithium metal, lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin, lithium-aluminum-tin, lithium-gallium, and lithium metal-containing alloys such as wood alloys may be used in combination with graphite, and it may be possible to use electricity beforehand. Graphite in which lithium is inserted by being chemically reduced can also be used as the negative electrode active material.

【0028】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 or ion conductivity, or a compound having a hydrophobic group. For example, gold, silver, carbon, nickel, copper and other substances with good electron conductivity, lithium carbonate,
A material having good ion conductivity such as boron glass and a solid electrolyte, or a material having a hydrophobic group such as silicone oil may be applied by applying techniques such as plating, sintering, mechanofusion, vapor deposition, and baking.

【0029】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 positive electrode active material powder and the negative electrode active material powder preferably have an average particle size of 100 μm or less. In particular, the powder of the positive electrode active material is preferably 10 μm or less for the purpose of improving the high output characteristics of the non-aqueous electrolyte battery. A crusher or a classifier is used to obtain the powder in a predetermined shape. For example, mortar, ball mill, sand mill,
A vibrating ball mill, a planetary ball mill, a jet mill, a counter jet mill, a swirling airflow type jet mill, a sieve or the like is used. Wet grinding in which water or an organic solvent such as hexane coexists may be used during grinding. The classification method is not particularly limited, and a sieve or a wind classifier,
Both dry type and wet type are used as necessary.

【0030】以上、正極活物質および負極活物質につい
て詳述したが、正極および負極には、主要構成成分であ
る前記活物質の他に、導電剤、結着剤およびフィラー
が、他の構成成分として含有されてもよい。
The positive electrode active material and the negative electrode active material have been described above in detail. In the positive electrode and the negative electrode, in addition to the active material which is a main constituent, a conductive agent, a binder and a filler are other constituent components. May be included as

【0031】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 that does not adversely affect the battery performance, but usually,
Natural graphite (scaly graphite, flake graphite, earth graphite, etc.), artificial graphite, carbon black, acetylene black, Ketjen black, carbon whiskers, carbon fiber, metal (copper, nickel, aluminum, silver, gold, etc.) powder, A conductive material such as a metal fiber or a conductive ceramic material may be contained as one kind or a mixture thereof.

【0032】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。
Of these, acetylene black is preferable as the conductive agent from the viewpoints of conductivity and coatability. The amount of the conductive agent added is preferably 1% by weight to 50% by weight, and particularly 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, they are homogeneous mixing. Therefore, V type mixer, S type mixer, grinding machine, ball mill,
A powder mixer such as a planetary ball mill can be mixed dry or wet.

【0033】結着剤としては、通常、ポリテトラフルオ
ロエチレン,ポリフッ化ビニリデン,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EPD
M,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、カルボキシメチルセルロ
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、多糖類の様にリチウムと反
応する官能基を有する結着剤は、例えばメチル化するな
どしてその官能基を失活させておくことが望ましい。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。
The binder is usually a thermoplastic resin such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene or polypropylene, ethylene-propylene diene terpolymer (EPDM), sulfonated EPD.
Polymers having rubber elasticity such as M, styrene-butadiene rubber (SBR) and fluororubber, polysaccharides such as carboxymethyl cellulose and the like can be used as one kind or as a mixture of two or more kinds. In addition, it is desirable that the binder having a functional group that reacts with lithium such as a polysaccharide is deactivated by, for example, methylating. The amount of the binder added is 1 to the total weight of the positive electrode or the negative electrode.
50% by weight is preferable, and 2 to 30% by weight is particularly preferable.

【0034】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、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、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。
As the filler, any material may be used as long as it does not adversely affect the battery performance. Usually, olefin polymers such as polypropylene and polyethylene, metal oxides such as silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, zinc oxide and iron oxide, metal carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate, glass, Carbon or the like is used. The amount of the filler added is preferably 30% by weight or less with respect to the total weight of the positive electrode or the negative electrode.

【0035】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, and the resulting mixed liquid is used as a current collector described in detail below. It is suitably prepared by applying it on the surface and drying it. Regarding the coating method, for example, roller coating such as an applicator roll, screen coating, doctor blade method, spin coating, it is desirable to apply to any shape using a means such as bar coder, but to these It is not limited.

【0036】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 electron conductor as long as it does not adversely affect the constructed battery. For example, as the current collector for the positive electrode, aluminum, titanium,
In addition to stainless steel, nickel, baked carbon, conductive polymers, conductive glass, etc., the surface of aluminum, copper, etc. is carbon, nickel, titanium, silver, etc. for the purpose of improving adhesion, conductivity, and oxidation resistance. The product treated with can be used. As the negative electrode current collector, in addition to copper, nickel, iron, stainless steel, titanium, aluminum, baked carbon, conductive polymer, conductive glass, Al-Cd alloy, adhesiveness,
For the purpose of improving conductivity and oxidation resistance, a material such as copper whose surface is treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like can be used. It is also possible to oxidize the surface of these materials.

【0037】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。
With respect to 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 foam body, a fiber group forming body, or the like is used. To be There is no particular limitation on the thickness, but 1
Those having a thickness of up to 500 μm are used. Among these current collectors, the positive electrode is an aluminum foil having excellent oxidation resistance, and the negative electrode is a stable copper foil in a reducing field and has excellent electrical conductivity, and an inexpensive copper foil, nickel foil, or iron. Preference is given to using foils and alloy foils containing them.
Further, it is preferable that the foil has a rough surface with a surface roughness of 0.2 μmRa or more, and thereby 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 the electrolytic foil because it has such a rough surface. In particular, an electrolytic foil that has been treated with a hook is most preferable.

【0038】非水電解質電池用セパレータとしては、優
れたレート特性を示す微多孔膜や不織布等を、単独ある
いは併用することが好ましい。非水電解質電池用セパレ
ータを構成する材料としては、例えばポリエチレン,ポ
リプロピレン等に代表されるポリオレフィン系樹脂、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
ト等に代表されるポリエステル系樹脂、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、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエー
テル共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチ
レン共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレ
ン共重合体、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン共重
合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重
合体、フッ化ビニリデン−エチレン共重合体、フッ化ビ
ニリデン−プロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ト
リフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テ
トラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体、フッ化ビニリデン−エチレン−テトラフルオロエ
チレン共重合体等を挙げることができる。
As the separator for a non-aqueous electrolyte battery, it is preferable to use a microporous membrane or a non-woven fabric having excellent rate characteristics, either alone or in combination. Examples of the material forming the separator for the non-aqueous electrolyte battery include polyolefin resins represented by polyethylene, polypropylene, etc., polyester resins represented by polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, etc., polyvinylidene fluoride, and vinylidene fluoride-hexa. Fluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer, fluorine Vinylidene fluoride-hexafluoroacetone copolymer, vinylidene fluoride-ethylene copolymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride - tetrafluoroethylene - hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride - ethylene - can be mentioned tetrafluoroethylene copolymer.

【0039】非水電解質電池用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。
The porosity of the separator for non-aqueous electrolyte battery is preferably 98% by volume or less from the viewpoint of strength. From the viewpoint of charge / discharge characteristics, the porosity is preferably 20% by volume or more.

【0040】また、非水電解質電池用セパレータは、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。
The non-aqueous electrolyte battery separator uses a polymer gel composed of an electrolyte and a polymer such as acrylonitrile, ethylene oxide, propylene oxide, methyl methacrylate, vinyl acetate, vinylpyrrolidone or polyvinylidene fluoride. Good.

【0041】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るため望まし
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、前記親溶媒性ポリマーがゲル化する。
Further, the separator for non-aqueous electrolyte battery is
It is desirable to use a polymer gel in combination with the above-mentioned porous membrane, non-woven fabric or the like, since the liquid retaining property of the electrolytic solution is improved. That is, by forming a film in which the surface of the polyethylene microporous membrane and the wall of the micropores are coated with a lyophilic polymer having a thickness of several μm or less, and holding the electrolyte solution in the micropores of the film, The polymer gels.

【0042】該親溶媒性ポリマーとしては、ポリフッ化
ビニリデンの他、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等が架橋したポリマー等
が挙げられる。架橋にあたっては、熱、紫外線(UV)
や電子線(EB)等の活性光線等を用いることができ
る。
Examples of the solvophilic polymer include polyvinylidene fluoride, a polymer obtained by crosslinking an acrylate monomer having an ethylene oxide group, an ester group and the like, an epoxy monomer, a monomer having an isocyanate group and the like. For crosslinking, heat and ultraviolet rays (UV)
And actinic rays such as electron beam (EB) can be used.

【0043】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 strength and physical properties, the solvent-philic polymer may be blended with a physical property-adjusting agent within a range that does not interfere with the formation of a crosslinked product. Examples of the physical property adjusting agent include inorganic fillers {metal oxides such as silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, zinc oxide and iron oxide, metal carbonates such as calcium carbonate and magnesium carbonate}. , Polymers {polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride / hexafluoropropylene copolymer, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, etc.} and the like. The addition amount of the physical property adjusting agent is usually 50% by weight or less, preferably 20% by weight or less with respect to the crosslinkable monomer.

【0044】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。
Illustrative examples of the acrylate monomer include bifunctional or higher functional unsaturated monomers.
More specific examples include bifunctional (meth) acrylates {ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, adipic acid / dineopentyl glycol ester di (meth) acrylate, 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, polyoxyethylene / polyoxypropylene copolymer di (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate, hexamethylene glycol di (meth) ) Acrylate etc.} trifunctional (meth)
Acrylate {Trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerin tri (meth) acrylate, tri (meth) acrylate of ethylene oxide adduct of glycerin, tri (meth) acrylate of propylene oxide adduct of glycerin, ethylene oxide of glycerin, propylene oxide addition Object tri (meth) acrylate, etc.}, tetrafunctional or higher polyfunctional (meth) acrylate {pentaerythritol tetra (meth) acrylate,
And diglycerin hexa (meth) acrylate}. These monomers can be used alone or in combination.

【0045】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, acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, etc.} or salts thereof (Li salt, Na salt, K salt, ammonium salt,
Tetraalkylammonium salt, etc.), or these unsaturated carboxylic acids are partially esterified with a C1-C18 aliphatic or alicyclic alcohol, alkylene (C2-C4) glycol, polyalkylene (C2-C4) glycol, etc. (Methyl maleate, monohydroxyethyl maleate, etc.), and partially amidated with ammonia, primary or secondary amine (maleic acid monoamide, N-methyl maleic acid monoamide, N, N-diethyl maleic acid) Monoamide, etc.), (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) acrylic acid]; (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 monomers [N-vinylpyrrolidone, vinylpyridine, etc.]; olefinic aliphatic hydrocarbons [ethylene,
Propylene, butylene, isobutylene, pentene, (C
6-C50) α-olefin and the like]; olefin-based alicyclic hydrocarbon [cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, norbornene and the like]; olefin aromatic hydrocarbon [styrene, α-methylstyrene, stilbene and the like];
Unsaturated imides [maleimide etc.]; halogen-containing monomers [vinyl chloride, vinylidene chloride, vinylidene fluoride, hexafluoropropylene etc.] and the like.

【0046】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 {bisphenol A diglycidyl ether, bisphenol F diglycidyl ether, brominated bisphenol A diglycidyl ether, phenol novolac glycidyl ether, cresol novolac glycidyl ether, etc.}, glycidyl esters { Hexahydrophthalic acid glycidyl ester, dimer acid glycidyl ester, etc.}, glycidyl amines {triglycidyl isocyanurate, tetraglycidyl diaminophenylmethane, etc.}, linear aliphatic epoxides {epoxidized polybutadiene, epoxidized soybean oil, etc.},
Alicyclic epoxides {3,4 epoxy-6 methylcyclohexyl methyl carboxylate, 3,4 epoxy cyclohexyl methyl carboxylate, etc.} and the like can be mentioned. These epoxy resins can be used alone or after curing by adding a curing agent.

【0047】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 {diethylenetriamine, triethylenetetramine,
3,9- (3-aminopropyl) -2,4,8,10-
Tetrooxaspiro [5,5] undecane, etc., aromatic polyamines {meta-xylylenediamine, diaminophenylmethane, etc.}, polyamides {dimer acid polyamide, etc.}, acid anhydrides {phthalic anhydride, tetrahydromethyl phthalic anhydride , Hexahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, methyl nadic acid anhydride}, phenols {phenol novolac, etc.}, polymercaptans {polysulfide, etc.}, tertiary amines {tris (dimethylaminomethyl) phenol, 2-ethyl-4 -Methylimidazole, etc.}, Lewis acid complex {boron trifluoride / ethylamine complex, etc.} and the like.

【0048】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, 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
Examples include -1,4-cyclohexyl diisocyanate and lysine diisocyanate.

【0049】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 [difunctional compounds {water, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, etc.] and trifunctional compounds {glycerin, trimethylolpropane, 1,2,6-hexanetriol, triethanolamine, etc.}, tetrafunctional compound {pentaerythritol, ethylenediamine, tolylenediamine, diphenylmethanediamine, tetramethylolcyclohexane,
Methyl glucoside etc.}, 5-functional compound {2,2,6,6
-Tetrakis (hydroxymethyl) cyclohexanol, diethylenetriamine, etc., 6-functional compound {sorbitol, mannitol, dulcitol, etc.}, 8-functional compound {sucrose, etc.}, and polyether polyols {propylene oxide and / or of the above-mentioned polyol or polyamine Ethylene oxide adduct}, polyester polyol [condensation product of the above-mentioned polyol and polybasic acid {adipic acid, o, m, p-phthalic acid, succinic acid, azelaic acid, sebacic acid, ricinoleic acid],
A compound having active hydrogen, such as polycaprolactone polyol {poly ε-caprolactone etc.}, polycondensation product of hydroxycarboxylic acid, etc., can be used in combination.

【0050】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。
A catalyst may be used in combination in the crosslinking reaction. Examples of the catalyst include organic tin 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 (5,5
4,0) Undecene-7 (DBU), etc., and salts thereof.

【0051】本発明に係る非水電解質電池は、電解液
を、例えば、非水電解質電池用セパレータと正極と負極
とを積層する前または積層した後に注液し、最終的に、
外装材で封止することによって好適に作製される。ま
た、正極と負極とが非水電解質電池用セパレータを介し
て積層された発電要素を巻回してなる非水電解質電池に
おいては、電解液は、前記巻回の前後に発電要素に注液
されるのが好ましい。注液法としては、常圧で注液する
ことも可能であるが、真空含浸方法や加圧含浸方法も使
用可能である。
The non-aqueous electrolyte battery according to the present invention is prepared by injecting an electrolyte solution before or after stacking a separator for a non-aqueous electrolyte battery and a positive electrode and a negative electrode, and finally,
It is preferably manufactured by sealing with an exterior material. Further, in a non-aqueous electrolyte battery in which a positive electrode and a negative electrode are wound around a power generation element laminated with a separator for a non-aqueous electrolyte battery, an electrolytic solution is injected into the power generation element before and after the winding. Is preferred. As the injection method, it is possible to inject at normal pressure, but a vacuum impregnation method or a pressure impregnation method can also be used.

【0052】外装体としては、非水電解質電池の軽量化
の観点から、薄い材料が好ましく、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材料が好ま
しい。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。
From the viewpoint of reducing the weight of the non-aqueous electrolyte battery, the outer package is preferably a thin material, for example, a metal-resin composite material in which a metal foil is sandwiched between resin films. 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 are pinhole-free foils, and are preferably lightweight and inexpensive aluminum foils. As the resin film on the outside of the battery, a resin film having excellent puncture strength such as polyethylene terephthalate film or nylon film can be heat-sealed as the resin film on the inside of the battery such as polyethylene film or nylon film. A film that is present and has solvent resistance is preferable.

【0053】[0053]

【実施例】以下、本発明のさらなる詳細を実施例により
説明するが、本発明はこれらの記述に限定されるもので
はない。 (実施例1)本発明電池における非水電解質電池の断面
図を図1に示す。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these descriptions. (Example 1) FIG. 1 shows a cross-sectional view of a non-aqueous electrolyte battery in the battery of the present invention.

【0054】ここに例示した本発明に係るリチウム電池
は、正極1、負極2、およびセパレータ3からなる極群
4と、非水電解質と、金属樹脂複合フィルム5から構成
されている。正極1は、正極合剤11が正極集電体12
上に塗布されてなる。また、負極2は、負極合剤21が
負極集電体22上に塗布されてなる。非水電解質は極群
4に含浸されている。金属樹脂複合フィルム5は、極群
4を覆い、その四方を熱溶着により封止されている。
The lithium battery according to the present invention exemplified here is composed of a positive electrode group 1, a negative electrode 2 and a separator 3, a non-aqueous electrolyte and a metal resin composite film 5. In the positive electrode 1, the positive electrode mixture 11 is the positive electrode current collector 12
It is applied on top. The negative electrode 2 is formed by coating the negative electrode mixture 21 on the negative electrode current collector 22. The non-aqueous electrolyte is impregnated in the pole group 4. The metal resin composite film 5 covers the pole group 4 and is sealed on all four sides by heat welding.

【0055】次に、上記構成の電池の製造方法を説明す
る。
Next, a method of manufacturing the battery having the above structure will be described.

【0056】正極1は次のようにして得た。まず、正極
活物質であるLiCoO2と、導電剤であるアセチレン
ブラックを混合し、さらに結着剤としてポリフッ化ビニ
リデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液を混合し、こ
の混合物をアルミ箔からなる正極集電体12の片面に塗
布した後、乾燥し、正極合剤11の厚みが0.1mmと
なるようにプレスした。以上の工程により正極1を得
た。
The positive electrode 1 was obtained as follows. First, LiCoO2, which is a positive electrode active material, and acetylene black, which is a conductive agent, are mixed, and further, a polyvinylidene fluoride N-methyl-2-pyrrolidone solution is mixed as a binder, and this mixture is mixed with a positive electrode made of aluminum foil. After coating on one surface of the electric body 12, it was dried and pressed so that the thickness of the positive electrode mixture 11 was 0.1 mm. The positive electrode 1 was obtained through the above steps.

【0057】また、負極2は、次のようにして得た。ま
ず、負極活物質であるグラファイトと、結着剤であるポ
リフッ化ビニリデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液
を混合し、この混合物を銅箔からなる負極集電体22の
片面に塗布した後、乾燥し、負極合剤21厚みが0.1
mmとなるようにプレスした。以上の工程により負極2
を得た。
The negative electrode 2 was obtained as follows. First, graphite, which is a negative electrode active material, and an N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride, which is a binder, are mixed, and this mixture is applied to one surface of a negative electrode current collector 22 made of a copper foil. It is dried and the negative electrode mixture 21 has a thickness of 0.1.
It was pressed to have a size of mm. Through the above steps, the negative electrode 2
Got

【0058】一方、セパレータ5にはポリエチレン製微
多孔膜(厚さ25μm、開孔率50%)を用いた。
On the other hand, a polyethylene microporous film (thickness: 25 μm, porosity: 50%) was used for the separator 5.

【0059】極群4は、正極合剤11と負極合剤21と
を対向させ、その間にセパレータ3を配し、正極1、セ
パレータ3、負極2の順に積層することにより、構成し
た。
The electrode group 4 was constructed by placing the positive electrode mixture 11 and the negative electrode mixture 21 facing each other, disposing the separator 3 therebetween, and laminating the positive electrode 1, the separator 3 and the negative electrode 2 in this order.

【0060】非水電解質は、エチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート及びジエチルカーボネートを体積
比6:2:2の割合で混合した混合溶媒1リットルに、
1モルのLiPF6を溶解させ、さらに(化2)に示さ
れる構造を有するトリフルオロメチル−γ−バレロラク
トンを2重量%混合することにより得た。
The non-aqueous electrolyte was prepared by mixing 1 liter of a mixed solvent prepared by mixing ethylene carbonate, propylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 6: 2: 2.
It was obtained by dissolving 1 mol of LiPF6 and further mixing 2% by weight of trifluoromethyl-γ-valerolactone having the structure shown in (Chemical Formula 2).

【0061】[0061]

【化2】 [Chemical 2]

【0062】次に、前記非水電解質中に極群4を浸漬さ
せることにより、極群4に非水電解質を含浸させた。さ
らに、金属樹脂複合フィルム5で極群4を覆い、その四
方を熱溶着により封止した。
Next, the pole group 4 was immersed in the non-aqueous electrolyte to impregnate the pole group 4 with the non-aqueous electrolyte. Further, the electrode group 4 was covered with the metal-resin composite film 5, and its four sides were sealed by heat welding.

【0063】以上の製法により得られた非水電解質電池
を本発明電池とする。なお、本発明電池の設計容量は、
10mAhである。 (比較例)非水電解質として、エチレンカーボネート、
プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネートを体積
比6:2:2の割合で混合した混合溶媒1リットルに、
1モルのLiPF6を溶解させ、さらにビニレンカーボ
ネートを2重量%混合したものを用いた以外は、実施例
1と同一の原料および製法により、容量10mAhの非
水電解質電池を作製し、比較電池1とした。
The non-aqueous electrolyte battery obtained by the above manufacturing method is referred to as a battery of the present invention. The design capacity of the battery of the present invention is
It is 10 mAh. (Comparative Example) As a non-aqueous electrolyte, ethylene carbonate,
1 liter of a mixed solvent in which propylene carbonate and diethyl carbonate were mixed in a volume ratio of 6: 2: 2,
A non-aqueous electrolyte battery having a capacity of 10 mAh was prepared by the same raw material and manufacturing method as in Example 1 except that 1 mol of LiPF6 was dissolved and further 2% by weight of vinylene carbonate was mixed, and Comparative battery 1 was prepared. did.

【0064】非水電解質として、エチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネートを
体積比6:2:2の割合で混合した混合溶媒1リットル
に、1モルのLiPF6を溶解させたものを用いた以外
は、実施例1と同一の原料および製法により、容量10
mAhの非水電解質電池を作製し、比較電池2とした。 (電池性能試験)次に、これらの本発明電池および比較
電池1,2について、初充電および初放電を行った。初
充電は、20℃において、電流2mA、終止電圧4.2
Vの定電流定電圧充電とし、このときの充電容量を初充
電容量とした。初放電は、初充電後、20℃において、
電流2mA、終止電圧2.7Vの定電流放電とし、この
ときの放電容量を初放電容量とした。また、前記初充電
容量に対する前記初放電容量の百分率を初期充放電効率
(%)とした。結果を表1に示す。
As the non-aqueous electrolyte, 1 mol of LiPF6 was dissolved in 1 liter of a mixed solvent in which ethylene carbonate, propylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 6: 2: 2, except that 1 mol of LiPF6 was dissolved. The same raw material and the same production method as in Example 1 were used to obtain a volume of 10
A non-aqueous electrolyte battery of mAh was produced and used as a comparative battery 2. (Battery Performance Test) Next, these batteries of the present invention and comparative batteries 1 and 2 were initially charged and discharged. Initial charge is 20mA, current 2mA, final voltage 4.2.
The constant-current constant-voltage charging of V was performed, and the charging capacity at this time was defined as the initial charging capacity. The first discharge is at 20 ° C after the first charge.
A constant current discharge having a current of 2 mA and a final voltage of 2.7 V was performed, and the discharge capacity at this time was defined as an initial discharge capacity. The percentage of the initial discharge capacity with respect to the initial charge capacity was defined as the initial charge / discharge efficiency (%). The results are shown in Table 1.

【0065】[0065]

【表1】 [Table 1]

【0066】表1に示すように、比較電池2は、初充電
容量が設計容量の約2倍と非常に大きくなり、かつ、初
放電容量は非常に小さいものであった。これは、初充電
中に非水電解質中のプロピレンカーボネートがグラファ
イト負極上で分解し、可逆容量が低下したためと考えら
れる。
As shown in Table 1, the comparative battery 2 had a very large initial charge capacity, which was about twice the designed capacity, and a very small initial discharge capacity. It is considered that this is because propylene carbonate in the non-aqueous electrolyte was decomposed on the graphite negative electrode during the initial charge, and the reversible capacity was decreased.

【0067】一方、比較電池1は、初充電容量は設計容
量の約1.2倍であり、初放電容量は設計容量の約0.
85倍であった。これは、初充電中に非水電解質中のビ
ニレンカーボネートがグラファイト負極上で分解するこ
とにより、グラファイト負極表面にリチウムイオン透過
性の保護被膜を形成するため、プロピレンカーボネート
の分解が抑制されるが、ビニレンカーボネートの分解に
消費される電気量が大きく、かつ、余剰のビニレンカー
ボネートが正極上で分解するため、初放電容量が低くな
ったものと考えられる。
On the other hand, the comparative battery 1 has an initial charge capacity of about 1.2 times the designed capacity and an initial discharge capacity of about 0.
It was 85 times. This is because vinylene carbonate in the non-aqueous electrolyte decomposes on the graphite negative electrode during the initial charge, thereby forming a lithium ion-permeable protective coating on the surface of the graphite negative electrode, so that decomposition of propylene carbonate is suppressed, It is considered that the amount of electricity consumed for decomposing the vinylene carbonate was large and the excess vinylene carbonate was decomposed on the positive electrode, so that the initial discharge capacity was lowered.

【0068】これに対し、本発明電池は、比較電池1,
2と比較して、初充電容量および初放電容量が共に優れ
ており、高い充放電効率と高いエネルギー密度とを兼ね
備える非水電解質電池であることが確認された。これ
は、初充電時にトリフルオロメチル−γ−バレロラクト
ンがグラファイト負極上で分解し、グラファイト負極表
面にリチウムイオン透過性の保護被膜を形成するため、
プロピレンカーボネートの分解を確実に抑制できるだけ
でなく、ビニレンカーボネートに比較して少量で上記効
果が得られ、かつ、余剰のトリフルオロメチル−γ−バ
レロラクトンが非水電解質中に残存しても、充放電にほ
とんど影響しないためと考えられる。よって、充放電効
率が高く、高いエネルギー密度を有する非水電解質電池
とすることができる。
On the other hand, the battery of the present invention is comparative battery 1,
It was confirmed that the non-aqueous electrolyte battery was superior in both initial charge capacity and initial discharge capacity as compared with 2, and had both high charge / discharge efficiency and high energy density. This is because trifluoromethyl-γ-valerolactone is decomposed on the graphite negative electrode at the time of first charge and forms a lithium ion permeable protective film on the surface of the graphite negative electrode.
Not only can the decomposition of propylene carbonate be reliably suppressed, the above effect can be obtained in a small amount as compared with vinylene carbonate, and even if excess trifluoromethyl-γ-valerolactone remains in the non-aqueous electrolyte, it is charged. It is considered that this has almost no effect on the discharge. Therefore, a non-aqueous electrolyte battery having high charge / discharge efficiency and high energy density can be obtained.

【0069】[0069]

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれ
ば、請求項1に記載したように、非水電解質がγ−ブチ
ロラクトン誘導体のフッ化物を含有することにより、初
充電時にγ−ブチロラクトンのフッ化物がグラファイト
負極上で分解し、グラファイト負極表面にリチウムイオ
ン透過性の保護被膜を形成するため、非水電解液を構成
するその他の有機溶媒の分解を確実に抑制できるので、
充電を十分に行うことができる。その上、γ−ブチロラ
クトン誘導体のフッ化物は、フッ素化されているため耐
酸化性が高く、正極上での酸化分解がほとんど起こら
ず、過剰に添加しても電池性能を劣化させることはな
い。よって、充放電効率が高く、高いエネルギー密度を
有する非水電解質電池を提供できる。
As described above, according to the present invention, as described in claim 1, since the non-aqueous electrolyte contains the fluoride of the γ-butyrolactone derivative, γ-butyrolactone is initially charged. The fluoride decomposes on the graphite negative electrode and forms a lithium ion-permeable protective coating on the surface of the graphite negative electrode, so that the decomposition of other organic solvents that make up the non-aqueous electrolyte can be reliably suppressed,
It can be fully charged. Moreover, since the fluoride of the γ-butyrolactone derivative is fluorinated, it has a high oxidation resistance, almost no oxidative decomposition occurs on the positive electrode, and the addition thereof in excess does not deteriorate the battery performance. Therefore, a non-aqueous electrolyte battery having high charge / discharge efficiency and high energy density can be provided.

【0070】また、本発明によれば、請求項2に記載し
たように、負極活物質が、グラファイトであるので、高
作動電圧を有し、高エネルギー密度である非水電解質電
池非水電解質電池を提供できる。
According to the present invention, as described in claim 2, since the negative electrode active material is graphite, it has a high operating voltage and a high energy density. Non-aqueous electrolyte battery Non-aqueous electrolyte battery Can be provided.

【0071】また、本発明によれば、請求項3に記載し
たように、外装体が金属樹脂複合材料であることによ
り、薄形形状で小形軽量化された非水電解質電池を提供
できる。
Further, according to the present invention, as described in claim 3, since the exterior body is made of the metal resin composite material, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte battery having a thin shape and a reduced size and weight.

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

【図1】本発明の非水電解質電池の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a non-aqueous electrolyte battery of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 正極 11 正極合剤 12 正極集電体 2 負極合剤 21 負極合剤 22 負極集電体 3 セパレータ 4 極群 5 金属樹脂複合フィルム 1 positive electrode 11 Positive electrode mixture 12 Positive electrode current collector 2 Negative electrode mixture 21 Negative electrode mixture 22 Negative electrode current collector 3 separator 4 pole group 5 Metal resin composite film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H011 AA00 CC10 DD13 HH13 JJ12 5H029 AJ00 AJ05 AK03 AL07 AM03 AM04 AM05 AM06 AM07 BJ03 BJ04 DJ02 5H050 AA08 BA17 CA02 CA08 CA09 CB08    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 5H011 AA00 CC10 DD13 HH13 JJ12                 5H029 AJ00 AJ05 AK03 AL07 AM03                       AM04 AM05 AM06 AM07 BJ03                       BJ04 DJ02                 5H050 AA08 BA17 CA02 CA08 CA09                       CB08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 正極活物質を主要構成成分とする正極
と、負極活物質を主要構成成分とする負極と、非水電解
質とから、少なくとも構成される非水電解質電池におい
て、 前記非水電解質が、γ−ブチロラクトン誘導体のフッ化
物を含有することを特徴とする非水電解質電池。
1. A non-aqueous electrolyte battery comprising at least a positive electrode having a positive electrode active material as a main constituent, a negative electrode having a negative electrode active material as a main constituent, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is And a? -Butyrolactone derivative fluoride.
【請求項2】 前記負極活物質が、グラファイトである
ことを特徴とする請求項1に記載の非水電解質電池。
2. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material is graphite.
【請求項3】 前記非水電解質電池の外装体に金属樹脂
複合材料を用いたことを特徴とする請求項1または2に
記載の非水電解質電池。
3. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein a metal resin composite material is used for an exterior body of the non-aqueous electrolyte battery.
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