JP2003100343A - Lithium cell - Google Patents

Lithium cell

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JP2003100343A
JP2003100343A JP2001298896A JP2001298896A JP2003100343A JP 2003100343 A JP2003100343 A JP 2003100343A JP 2001298896 A JP2001298896 A JP 2001298896A JP 2001298896 A JP2001298896 A JP 2001298896A JP 2003100343 A JP2003100343 A JP 2003100343A
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lithium
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mol
butyrolactone
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Arinori Fujimoto
有紀 藤本
Hiroe Nakagawa
裕江 中川
Tokuo Inamasu
徳雄 稲益
Takaaki Iguchi
隆明 井口
Hiroyuki Yoshida
寛之 吉田
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Yuasa Corp
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Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium cell which holds the cell performance on a sufficient level even at a high discharge rate, has a long life, an excellent stable preserving performance and an excellent safety in abuse or high temperatures, by holding the ionic conductivity of the nonaqueous electrolyte at a high level and achieving a smooth lithium ion migration therein. SOLUTION: The nonaqueous electrolyte includes g-butyrolactone of 1-25 vol.%, and at least LiPF6 and LiBF4 as lithium salts, wherein the concentration of all the lithium salts is 1-3 mol in one liter of the electrolyte, and the content of LiBF4 is 25 mol% or less in all the lithium salts and 0.4 mol or less in one liter of the electrolyte.

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】本発明はリチウム電池に関す
るもので、さらに詳しくは、リチウム電池の非水電解質
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 lithium battery, and more particularly to improvement of a non-aqueous electrolyte of a lithium battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯電話、PHS、小型パーソナ
ルコンピュータなどの携帯機器類は、エレクトロニクス
技術の進展に伴って小型化、軽量化が著しく、これらの
機器類に用いられる電源としての電池においても小型
化、軽量化が求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, portable devices such as mobile phones, PHSs, and small personal computers have been remarkably miniaturized and lightened with the progress of electronics technology, and even in batteries used as a power source for these devices. Miniaturization and weight reduction are required.

【0003】このような用途に期待できる電池の1つと
してリチウム電池があるが、既に実用化されているリチ
ウム一次電池に加えて、リチウム二次電池の実用化、高
容量化、長寿命化が求められている。特に、従来のリチ
ウムイオン二次電池はいずれも円筒形あるいは角形が中
心であるのに対し、薄形形状のリチウムイオン二次電池
やリチウムポリマー二次電池の実用化に向け、従来より
各種の研究開発がなされている。
One of the batteries that can be expected for such applications is a lithium battery. In addition to a lithium primary battery that has already been put into practical use, a lithium secondary battery can be put into practical use, has a high capacity, and has a long life. It has been demanded. In particular, the conventional lithium-ion secondary batteries are mainly cylindrical or prismatic, whereas various researches have been carried out for practical use of thin-shaped lithium-ion secondary batteries and lithium polymer secondary batteries. Development is being done.

【0004】円筒形あるいは角形リチウム二次電池の場
合、正極、負極及びセパレータからなる極群を円筒形あ
るいは角形の金属製電槽に挿入した後、液体状の非水電
解質を注液するという工程を経て作製される。これに対
し、薄形形状のリチウムポリマー二次電池においては、
正極と負極をゲル状の電解質を介して対向させた後、金
属樹脂複合材でパッキングする方法で作製され、製造上
の利点がある。しかし、このようなリチウムポリマー二
次電池は、円筒形あるいは角形リチウム二次電池に比較
して、高率充放電性能や低温性能が悪いという欠点があ
った。
In the case of a cylindrical or prismatic lithium secondary battery, a process of inserting a pole group consisting of a positive electrode, a negative electrode and a separator into a cylindrical or prismatic metal battery case and then injecting a liquid non-aqueous electrolyte. It is produced through. On the other hand, in the thin-shaped lithium polymer secondary battery,
The positive electrode and the negative electrode are made to face each other with the gel electrolyte interposed therebetween, and then packed with a metal resin composite material, which is advantageous in manufacturing. However, such a lithium polymer secondary battery has a drawback that it has poor high-rate charge / discharge performance and low-temperature performance as compared with a cylindrical or prismatic lithium secondary battery.

【0005】この原因として、以下のような要因が挙げ
られる。すなわち、円筒形あるいは角形電池の場合、液
体状の非水電解質を注液するため、電極及びセパレータ
中のリチウムイオン伝導度として、一般に電池作動に必
要なレベルと言われる1×10-3S/cmオーダーを確
保することが容易である。これに対し、リチウムポリマ
ー二次電池の場合、電解質が固体状のため、電解質作製
時には一般に注液工程を必要としないが、リチウムイオ
ン伝導度が液系に比較して低くならざるを得ず、一般に
1×10-3S/cmオーダーの伝導度を確保することは
困難であった。そのため、充放電性能が劣るという欠点
があった。
The following factors can be cited as the cause of this. That is, in the case of a cylindrical or prismatic battery, since a liquid non-aqueous electrolyte is injected, the lithium ion conductivity in the electrode and the separator is generally 1 × 10 −3 S / S which is said to be a level required for battery operation. It is easy to secure the cm order. On the other hand, in the case of a lithium polymer secondary battery, since the electrolyte is in a solid state, a liquid injection step is generally not required when preparing the electrolyte, but the lithium ion conductivity is inevitably lower than that of the liquid system. Generally, it was difficult to secure the conductivity of the order of 1 × 10 −3 S / cm. Therefore, there is a drawback that the charge and discharge performance is inferior.

【0006】そこで、円筒形あるいは角形リチウム二次
電池の利点とリチウムポリマー二次電池の利点を兼ね備
えた、液体状の非水電解質を用い金属樹脂複合材でパッ
キングした薄形形状のリチウムイオン二次電池も、各種
の研究開発がなされ、近年ほぼ実用化に至っている。
Therefore, a thin lithium ion secondary battery packed with a metal resin composite material using a liquid non-aqueous electrolyte, which has the advantages of a cylindrical or prismatic lithium secondary battery and the advantages of a lithium polymer secondary battery. Various researches and developments have been made on batteries, and in recent years, they have almost been put into practical use.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような薄
形形状のリチウムイオン二次電池は、その非水電解質と
して、円筒形あるいは角形リチウム二次電池に用いられ
ている非水電解質とほぼ同等のものを用いている。これ
らの非水電解質に用いられている有機溶媒は一般に揮発
しやすく、引火性も高く、可燃性物質に分類されるもの
である。従って、金属製電槽に比較して機械的強度に劣
る金属樹脂複合材を外装体に用いた薄形形状のリチウム
イオン二次電池では、過充電、過放電、ショートなどの
アブユース時における安全性に問題点があった。
However, such a thin-shaped lithium-ion secondary battery has almost the same non-aqueous electrolyte as the non-aqueous electrolyte used in a cylindrical or prismatic lithium secondary battery. I use the one. Organic solvents used in these non-aqueous electrolytes are generally volatile and highly flammable, and are classified as flammable substances. Therefore, a thin lithium-ion secondary battery that uses a metal-resin composite material, which is inferior in mechanical strength compared to a metal battery case, for the exterior body is safe when it is overused, overdischarged, or short-circuited. There was a problem.

【0008】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、特殊な製造工程などを必要としなくても非水電
解質のイオン伝導度を高いレベルに保持し、非水電解質
中のリチウムイオンのスムーズな移動を実現することに
より、高率放電時にも電池性能を充分なレベルに保持
し、長寿命で、かつ、保存性能にも優れた安定した電池
性能を得ることができ、かつ、アブユース時や高温環境
下における安全性に優れるリチウム電池を提供すること
を目的としたものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and maintains the ionic conductivity of a non-aqueous electrolyte at a high level without the need for a special manufacturing process, etc. The smooth movement of the battery keeps the battery performance at a sufficient level even during high-rate discharge, provides a long battery life and stable battery performance with excellent storage performance. It is an object of the present invention to provide a lithium battery that is excellent in safety in time and in a high temperature environment.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、少なくとも有機溶媒とリチ
ウム塩とから構成される非水電解質を備えたリチウム電
池において、前記有機溶媒はγ−ブチロラクトンを含有
し、かつ、前記リチウム塩はLiPF6およびLiBF4
を少なくとも含有し、かつ、前記非水電解質は前記Li
BF4のモル濃度が0.4モル/リットル以下であるこ
とを特徴とするリチウム電池である。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 provides a lithium battery comprising a non-aqueous electrolyte composed of at least an organic solvent and a lithium salt, wherein the organic solvent is γ. -Butyrolactone, and the lithium salt is LiPF 6 and LiBF 4
At least, and the non-aqueous electrolyte is Li
The lithium battery is characterized in that the molar concentration of BF 4 is 0.4 mol / liter or less.

【0010】請求項1記載の発明によれば、有機溶媒が
少なくともγ−ブチロラクトンを含有していることによ
り、γ−ブチロラクトンの高誘電率、低粘度、低蒸気
圧、高引火点、などの特徴により、非水電解質中のリチ
ウムイオンの移動度を充分に得ることができ、高率放電
時にも電池性能を充分なレベルに保持し、長寿命で安定
した電池性能を得ることが可能となるだけでなく、アブ
ユース時における安全性を向上させることが可能とな
る。また、リチウム塩が少なくともLiPF6及びLi
BF4の2種を含有していることにより、LiBF4が電
池内に含有される水分を捕捉して錯体を形成することに
より安定化するため、LiPF6の分解とHFの発生が
抑制され、より長寿命で安定した電池性能を得ることが
可能となる。さらに、LiPF6に比較してLiBF4
解離度が低いが、非水電解質に含有されるγ−ブチロラ
クトンがLiBF4に選択的に配位して、LiBF4の解
離を促進すると共に、γ−ブチロラクトン及び未解離の
LiBF4の分解が抑制され、より長寿命で、かつ、保
存性能にも優れた安定した電池性能を得ることができ
る。このとき、LiBF4含有量が非水電解質1リット
ルあたり0.4モル以下であることにより、特に長寿命
で、かつ、保存性能にも優れた安定した電池性能を得る
ことができる。
According to the invention of claim 1, since the organic solvent contains at least γ-butyrolactone, γ-butyrolactone has features such as high dielectric constant, low viscosity, low vapor pressure, and high flash point. As a result, the mobility of lithium ions in the non-aqueous electrolyte can be sufficiently obtained, the battery performance can be maintained at a sufficient level even at a high rate discharge, and long life and stable battery performance can be obtained. Not only that, it becomes possible to improve the safety during use. Further, the lithium salt is at least LiPF 6 and Li.
By containing two kinds of BF 4 , LiBF 4 is stabilized by capturing water contained in the battery to form a complex, so that decomposition of LiPF 6 and generation of HF are suppressed, It becomes possible to obtain stable battery performance with longer life. Furthermore, with LiBF 4 as compared to LiPF 6 is lower dissociation degree, .gamma.-butyrolactone contained in the nonaqueous electrolyte is selectively coordinated to LiBF 4, to promote the dissociation of LiBF 4, .gamma. Degradation of butyrolactone and undissociated LiBF 4 is suppressed, and it is possible to obtain stable battery performance with a longer life and excellent storage performance. At this time, since the LiBF 4 content is 0.4 mol or less per liter of the non-aqueous electrolyte, it is possible to obtain particularly stable battery performance with a long life and excellent storage performance.

【0011】前記リチウム塩中のLiBF4含有量は、
非水電解質1リットルあたり0.4モル以下であること
が好ましく、さらに好ましくは0.05〜0.2モルで
ある。LiBF4含有量が0.2モルを越えると、γ−
ブチロラクトンに配位されないLiBF4が存在するた
め、LiBF4の解離が充分ではなく、未解離のLiB
4の分解が起こるため、寿命性能及び保存性能が充分
に得られない。また、リチウム塩中のLiBF4含有量
が0.05モル未満では、LiBF4と錯体を形成して
いない水分が存在するため、LiPF6の分解とHFの
発生が起こり、寿命性能が充分に得られない。さらに、
LiBF4に配位しないγ−ブチロラクトンが存在する
ため、γ−ブチロラクトンの分解が起こり、寿命性能及
び保存性能が充分に得られない。以上の点に鑑み、前記
濃度範囲が好ましい。
The LiBF 4 content in the lithium salt is
The amount is preferably 0.4 mol or less, and more preferably 0.05 to 0.2 mol, per liter of the non-aqueous electrolyte. If the LiBF 4 content exceeds 0.2 mol, γ-
Since there is LiBF 4 that is not coordinated with butyrolactone, the dissociation of LiBF 4 is not sufficient and the undissociated LiB 4
Due to the decomposition of F 4 , sufficient life performance and storage performance cannot be obtained. In addition, when the LiBF 4 content in the lithium salt is less than 0.05 mol, water that does not form a complex with LiBF 4 exists, so that LiPF 6 is decomposed and HF is generated, and sufficient life performance is obtained. I can't. further,
Since γ-butyrolactone that does not coordinate to LiBF 4 exists, γ-butyrolactone is decomposed, and life performance and storage performance cannot be sufficiently obtained. In view of the above points, the above concentration range is preferable.

【0012】請求項2記載の発明は、少なくとも有機溶
媒とリチウム塩とから構成される非水電解質を備えたリ
チウム電池において、前記有機溶媒はγ−ブチロラクト
ンを含有し、かつ、前記リチウム塩はLiPF6および
LiBF4を少なくとも含有し、かつ、前記リチウム塩
はLiBF4のモル比率が25モルパーセント以下であ
ることを特徴とするリチウム電池である。
According to a second aspect of the present invention, in a lithium battery provided with a non-aqueous electrolyte composed of at least an organic solvent and a lithium salt, the organic solvent contains γ-butyrolactone, and the lithium salt is LiPF 4. A lithium battery containing at least 6 and LiBF 4 , and wherein the lithium salt has a molar ratio of LiBF 4 of 25 mol% or less.

【0013】請求項2記載の発明によれば、有機溶媒が
少なくともγ−ブチロラクトンを含有していることによ
り、γ−ブチロラクトンの高誘電率、低粘度、低蒸気
圧、高引火点、などの特徴により、非水電解質中のリチ
ウムイオンの移動度を充分に得ることができ、高率放電
時にも電池性能を充分なレベルに保持し、長寿命で安定
した電池性能を得ることが可能となるだけでなく、アブ
ユース時における安全性を向上させることが可能とな
る。また、リチウム塩が少なくともLiPF6及びLi
BF4の2種を含有していることにより、LiBF4が電
池内に含有される水分を捕捉して錯体を形成することに
より安定化するため、LiPF6の分解とHFの発生が
抑制され、より長寿命で安定した電池性能を得ることが
可能となる。さらに、LiPF6に比較してLiBF4
解離度が低いが、非水電解質に含有されるγ−ブチロラ
クトンがLiBF4に選択的に配位して、LiBF4の解
離を促進すると共に、γ−ブチロラクトン及び未解離の
LiBF4の分解が抑制され、より長寿命で、かつ、保
存性能にも優れた安定した電池性能を得ることができ
る。このとき、リチウム塩中のLiBF4含有量が25
モルパーセント以下であることにより、特に長寿命で、
かつ、保存性能にも優れた安定した電池性能を得ること
ができる。
According to the invention of claim 2, since the organic solvent contains at least γ-butyrolactone, γ-butyrolactone has features such as high dielectric constant, low viscosity, low vapor pressure and high flash point. As a result, the mobility of lithium ions in the non-aqueous electrolyte can be sufficiently obtained, the battery performance can be maintained at a sufficient level even at a high rate discharge, and long life and stable battery performance can be obtained. Not only that, it becomes possible to improve the safety during use. Further, the lithium salt is at least LiPF 6 and Li.
By containing two kinds of BF 4 , LiBF 4 is stabilized by capturing water contained in the battery to form a complex, so that decomposition of LiPF 6 and generation of HF are suppressed, It becomes possible to obtain stable battery performance with longer life. Furthermore, with LiBF 4 as compared to LiPF 6 is lower dissociation degree, .gamma.-butyrolactone contained in the nonaqueous electrolyte is selectively coordinated to LiBF 4, to promote the dissociation of LiBF 4, .gamma. Degradation of butyrolactone and undissociated LiBF 4 is suppressed, and it is possible to obtain stable battery performance with a longer life and excellent storage performance. At this time, the LiBF 4 content in the lithium salt is 25
By having a mole percentage or less, especially long life,
In addition, stable battery performance with excellent storage performance can be obtained.

【0014】前記リチウム塩中のLiBF4含有量は、
25モルパーセント以下であることが好ましく、さらに
好ましくは5〜20モルパーセントである。リチウム塩
中のLiBF4含有量が25モルパーセントを越える
と、γ−ブチロラクトンに配位されないLiBF4が存
在するため、LiBF4の解離が充分ではなく、未解離
のLiBF4の分解が起こるため、寿命性能及び保存性
能が充分に得られない。また、リチウム塩中のLiBF
4含有量が5モルパーセント未満では、LiBF4と錯体
を形成していない水分が存在するため、LiPF6の分
解とHFの発生が起こり、寿命性能が充分に得られな
い。さらに、LiBF4に配位しないγ−ブチロラクト
ンが存在するため、γ−ブチロラクトンの分解が起こ
り、寿命性能及び保存性能が充分に得られない。以上の
点に鑑み、前記濃度範囲が好ましい。
The LiBF 4 content in the lithium salt is
It is preferably 25 mol% or less, and more preferably 5 to 20 mol%. When the LiBF 4 content in the lithium salt exceeds 25 mol%, LiBF 4 that is not coordinated with γ-butyrolactone is present, so that LiBF 4 is not sufficiently dissociated and undissociated LiBF 4 is decomposed. Lifetime performance and storage performance cannot be fully obtained. In addition, LiBF in lithium salt
When the content of 4 is less than 5 mol%, water that does not form a complex with LiBF 4 exists, so that decomposition of LiPF 6 and generation of HF occur, and a sufficient life performance cannot be obtained. Furthermore, since there is γ-butyrolactone that is not coordinated with LiBF 4 , decomposition of γ-butyrolactone occurs, and sufficient life performance and storage performance cannot be obtained. In view of the above points, the above concentration range is preferable.

【0015】請求項3記載の発明は、前記非水電解質
は、前記リチウム塩濃度が1モル/リットル以上3モル
/リットル以下であることを特徴とするリチウム電池で
ある。
A third aspect of the present invention is the lithium battery, wherein the non-aqueous electrolyte has the lithium salt concentration of 1 mol / liter or more and 3 mol / liter or less.

【0016】請求項3記載の発明によれば、リチウム塩
の総濃度が、非水電解質1リットルに対して1〜3モル
であることにより、良好なリチウムイオンの拡散が実現
され、かつ、充分な電荷のキャリア数を確保できるた
め、充分な電池性能を得ることができる。
According to the third aspect of the invention, since the total concentration of the lithium salt is 1 to 3 mol with respect to 1 liter of the non-aqueous electrolyte, good diffusion of lithium ions can be realized and sufficient. Since the number of carriers of various electric charges can be secured, sufficient battery performance can be obtained.

【0017】前記非水電解質中に含まれるリチウム塩濃
度は、電解液1リットルに対して1〜3モルが好まし
く、さらに好ましくは1〜2モルである。リチウム塩濃
度が1モル未満では、リチウムイオン濃度が低すぎるた
め、電荷のキャリア数が不足となるため、充分な電池性
能が得られない。逆に、リチウム塩濃度が3モルを越え
ると、リチウム塩濃度が高すぎるため非水電解質の粘度
が高くなり、リチウムイオンの拡散が遅くなるだけでな
く、解離度も低くなり、結果的に充分な電池性能が得ら
れない。またリチウム塩の析出も起こりやすくなる。以
上の点に鑑み、前記濃度範囲が好ましい。
The concentration of the lithium salt contained in the non-aqueous electrolyte is preferably 1 to 3 mol, and more preferably 1 to 2 mol per 1 liter of the electrolytic solution. If the lithium salt concentration is less than 1 mol, the lithium ion concentration is too low, and the number of charge carriers becomes insufficient, so that sufficient battery performance cannot be obtained. On the other hand, when the lithium salt concentration exceeds 3 mols, the lithium salt concentration is too high, the viscosity of the non-aqueous electrolyte increases, and not only the diffusion of lithium ions slows but also the dissociation degree decreases, resulting in a sufficient Battery performance is not obtained. In addition, precipitation of lithium salt easily occurs. In view of the above points, the above concentration range is preferable.

【0018】請求項4記載の発明は、前記有機溶媒は、
γ−ブチロラクトン含有量が1体積パーセント以上25
体積パーセント以下であることを特徴とするリチウム電
池である。請求項4記載の発明によれば、有機溶媒中の
γ−ブチロラクトン含有量が1〜25体積パーセントで
あることにより、非水電解質に含有されるγ−ブチロラ
クトンがLiBF4に選択的に配位するため、LiBF4
の解離を促進すると共に、γ−ブチロラクトン及び未解
離のLiBF4の分解が抑制され、より長寿命で、か
つ、保存性能にも優れた安定した電池性能を得ることが
できる。このとき、有機溶媒中のγ−ブチロラクトン含
有量が1〜25体積パーセントであることにより、特に
長寿命で、かつ、保存性能にも優れた安定した電池性能
を得ることができる。
According to a fourth aspect of the present invention, the organic solvent is
γ-butyrolactone content is 1 volume percent or more 25
It is a lithium battery characterized by being below a volume percent. According to the invention of claim 4, since the content of γ-butyrolactone in the organic solvent is 1 to 25 volume%, γ-butyrolactone contained in the non-aqueous electrolyte is selectively coordinated with LiBF 4. Therefore, LiBF 4
And the decomposition of γ-butyrolactone and undissociated LiBF 4 are suppressed, and the stable battery performance having a longer life and excellent storage performance can be obtained. At this time, since the content of γ-butyrolactone in the organic solvent is 1 to 25 volume%, it is possible to obtain stable battery performance with a particularly long life and excellent storage performance.

【0019】前記有機溶媒中のγ−ブチロラクトン含有
量は、1〜25体積パーセントであることが好ましく、
さらに好ましくは5〜20体積パーセントである。有機
溶媒中のγ−ブチロラクトン含有量が25体積パーセン
トを越えると、LiBF4に配位しないγ−ブチロラク
トンが存在するため、γ−ブチロラクトンの分解が起こ
り、寿命性能及び保存性能が充分に得られない。また、
リチウム塩中のLiBF4含有量が1体積パーセント未
満では、γ−ブチロラクトンに配位されないLiBF4
が存在するため、LiBF4の解離が充分ではなく、未
解離のLiBF4の分解が起こるため、寿命性能及び保
存性能が充分に得られない。以上の点に鑑み、前記含有
量範囲が好ましい。
The γ-butyrolactone content in the organic solvent is preferably 1 to 25 volume percent,
More preferably, it is 5 to 20 volume percent. When the content of γ-butyrolactone in the organic solvent exceeds 25% by volume, γ-butyrolactone which is not coordinated with LiBF 4 is present, so that γ-butyrolactone is decomposed and the life performance and storage performance cannot be sufficiently obtained. . Also,
If the LiBF 4 content in the lithium salt is less than 1 volume percent, LiBF 4 not coordinated to γ-butyrolactone
For There exist, not sufficient dissociation of LiBF 4, since the decomposition of LiBF 4 undissociated occurs, life performance and storage performance can not be obtained sufficiently. In view of the above points, the above content range is preferable.

【0020】従って、以上の作用が相乗的に得られるた
め、本発明は、信頼性に優れ、かつ、高率充放電性能、
低温性能、寿命性能、保存性能、安全性などに優れたリ
チウム電池を容易に提供することができるものである。
Therefore, since the above-mentioned actions are synergistically obtained, the present invention is excellent in reliability and high in charge / discharge performance.
It is possible to easily provide a lithium battery having excellent low-temperature performance, life performance, storage performance, safety and the like.

【0021】前記非水電解質中に含有させることのでき
るリチウム塩としては、LiPF6及びLiBF4以外に
も、無機または有機のアニオンを有するリチウム塩が挙
げられる。無機アニオンの例としては、例えばCl
4 -、AsF6 -、SCN-などが挙げられる。有機アニ
オンの例としては、例えばCn2n+1SO3 -(n=0〜
5)、C(SO2n2n+1)(SO2m2m+1)(SO2p
2P+1)- (n、m、p=0〜5)、N(SO2n
2n+1)(SO2m2m+1)-(n、m=0〜5)、RCOO
-などが挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。これらのリチウム塩は必要に応じ、LiPF6及び
LiBF4以外に、単独もしくは2種以上を混合して用
いてもよい。
Examples of the lithium salt that can be contained in the non-aqueous electrolyte include lithium salts having an inorganic or organic anion, in addition to LiPF 6 and LiBF 4 . Examples of inorganic anions include Cl
O 4 , AsF 6 , SCN − and the like can be mentioned. Examples of organic anions, for example C n F 2n + 1 SO 3 - (n = 0~
5), C (SO 2 C n F 2n + 1 ) (SO 2 C m F 2m + 1 ) (SO 2 C p
F 2P + 1 ) - (n, m, p = 0 to 5), N (SO 2 C n F
2n + 1 ) (SO 2 C m F 2m + 1 ) - (n, m = 0 to 5), RCOO
-And the like, but are not limited to these. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more, in addition to LiPF 6 and LiBF 4 , if necessary.

【0022】前記非水電解質中に含まれる有機溶媒とし
ては、例えばラクトン類{プロピオラクトン、γ−ブチ
ロラクトン、γ−バレロラクトンなど}、鎖状エステル
類{酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エ
チルなど}、炭酸エステル類{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、メチ
ルエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジフェ
ニルカーボネートなど}、環状エーテル類{テトラヒド
ロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジ
オキソランなど}、鎖状エーテル類{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、エチ
レングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリ
コールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチ
ルエーテル、重合度3以上のポリエチレングリコールジ
(C1〜C4)アルキルエーテル、プロピレングリコール
ジメチルエーテル、重合度2以上のポリプロピレングリ
コールジ(C1〜C4)アルキルエーテルなど}、N−メ
チルオキサゾリジノンン、スルフォラン類{スルフォラ
ン、2−メチルスルフォランなど}、ニトリル類{アセ
トニトリルなど}、スルフォキシド類{ジメチルスルフ
ォキシドなど}、アミド類{N,N−ジメチルホルムア
ミドなど}、ピロリドン類{N−メチルピロリドンな
ど}、リン酸エステル類{リン酸トリメチル、リン酸ト
リエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチ
ル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸ト
リ(トリフルオロメチル)、リン酸トリ(トリフルオロ
エチル)、リン酸トリ(トリパーフルオロエチル)な
ど}、などが挙げられるが、これらに限定されるもので
はない。これらの有機溶媒は必要に応じ、γ−ブチロラ
クトン以外に、単独もしくは2種以上を混合して用いる
ことができる。
Examples of the organic solvent contained in the non-aqueous electrolyte include lactones {propiolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, etc.}, chain esters {methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate. Etc.}, carbonic acid esters {ethylene carbonate,
Propylene carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, dimethyl carbonate, diphenyl carbonate, etc.}, cyclic ethers {tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, etc.}, chain ethers {dimethoxyethane, diethoxyethane, methoxy Ethoxyethane, ethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, polyethylene glycol di (C 1 -C 4 ) alkyl ether having a degree of polymerization of 3 or more, propylene glycol dimethyl ether, polypropylene glycol di (C 1 C 4), such as alkyl ether}, N-methyl oxazolidone Gino Unless they already exist, sulfolane compounds {sulfolane, 2-methyl Ruforane, etc., Nitriles, {acetonitrile, etc.}, Sulfoxides, {Dimethylsulfoxide, etc.}, Amides, {N, N-Dimethylformamide, etc.}, Pyrrolidones, {N-Methylpyrrolidone, etc.}, Phosphates, Phosphoric acid Trimethyl, triethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethyl methyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tri (trifluoromethyl) phosphate, tri (trifluoroethyl) phosphate, tri (triperfluoro phosphate) Ethyl) and the like}, and the like, but are not limited thereto. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more, in addition to γ-butyrolactone, if necessary.

【0023】なかでも、前記γ−ブチロラクトン以外に
エチレンカーボネート及び/又はプロピレンカーボネー
トを含有することが好ましい。この場合、エチレンカー
ボネートの含有率はプロピレンカーボネートの含有率よ
り大となるようにすることがより好ましい。さらにこの
場合、エチレンカーボネートの含有量は全溶媒体積の5
0体積%以下とすることが最も好ましい。
Above all, it is preferable to contain ethylene carbonate and / or propylene carbonate in addition to the γ-butyrolactone. In this case, it is more preferable that the ethylene carbonate content be higher than the propylene carbonate content. Further, in this case, the content of ethylene carbonate is 5% of the total solvent volume.
Most preferably, it is 0% by volume or less.

【0024】なお、本発明における非水電解質は、リチ
ウム塩と有機溶媒の他、高分子を複合化させることによ
り、ゲル状に固体化してもよい。ここで、前記高分子と
しては、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピ
レンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリ
ル酸メチル、ポリフッ化ビニリデン、各種アクリル系モ
ノマー、メタクリル系モノマー、アクリルアミド系モノ
マー、アリル系モノマー、スチレン系モノマーの重合体
などが挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。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。
The non-aqueous electrolyte in the present invention may be solidified in a gel state by combining a lithium salt and an organic solvent, as well as a polymer. Here, examples of the polymer include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, polyvinylidene fluoride, various acrylic monomers, methacrylic monomers, acrylamide monomers, allyl monomers, and styrene monomers. Examples include, but are not limited to, polymers. These may be used alone or in combination of two or more.

【0025】本発明に用いる正極活物質は特に限定され
るものではないが、本発明の効果を顕著に得るために
は、リチウム含有遷移金属酸化物を用いることが好まし
い。リチウム含有遷移金属酸化物としては、一般式Li
yMX2,LiyMNx2(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。)
であり、例えば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)等が
挙げられる。該リチウム含有遷移金属酸化物の異種元素
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。
The positive electrode active material used in the present invention is not particularly limited, but in order to obtain the effect of the present invention remarkably, it is preferable to use a lithium-containing transition metal oxide. As the lithium-containing transition metal oxide, a general formula Li
y MX 2 , Li y MN x X 2 (M and N represent metals of groups I to VIII, and X represents a chalcogen compound such as oxygen or sulfur.)
And, for example, LiyCo 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, C
a, Cr, Ni, Fe, one or more elements of Co) and the like. The x value indicating the substitution amount of the different element of the lithium-containing transition metal oxide is effective up to the maximum substitution amount, but preferably 0 ≦ x ≦ 1 from the viewpoint of discharge capacity. As for the y value indicating the amount of lithium, the maximum amount that can reversibly use lithium is effective, and preferably 0 ≦ y ≦ 2 in terms of discharge capacity. ),
It is not limited to these.

【0026】本発明に用いる負極材料は特に限定される
ものではないが、本発明の効果を顕著に得るためには、
負極材料としては、リチウム金属、リチウム合金(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)の他、リ
チウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えばグラ
ファイト、ハードカーボン、低温焼成炭素、非晶質カー
ボン等)等が挙げられる。これら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、負極材料として好ましい。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。
The negative electrode material used in the present invention is not particularly limited, but in order to obtain the effect of the present invention remarkably,
As the negative electrode material, lithium metal, lithium alloy (lithium-aluminum, lithium-lead, lithium-tin,
Lithium-aluminum-tin, lithium-gallium,
And lithium metal-containing alloys such as wood alloys), alloys capable of inserting and extracting lithium, carbon materials (for example, graphite, hard carbon, low temperature calcined carbon, amorphous carbon, etc.) and the like. Among these, graphite is preferable as a negative electrode material because it has an operating potential extremely close to that of metallic lithium, and therefore self-discharge can be reduced and irreversible capacity during charge / discharge can be reduced when a lithium salt is used as an electrolyte salt. 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 desirable because it generates less gas during charging.

【0027】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) 0.333〜0.350nm a軸方向の結晶子の大きさLa 20nm 以上 c軸方向の結晶子の大きさLc 20nm 以上 真密度 2.00〜2.25g/cm3
The analysis results of X-ray diffraction of graphite which can be preferably used are shown below: Lattice plane spacing (d 002 ) 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

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下に、本発明を詳細に説明する
が、本発明はこれらの記述により限定されるものではな
い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is described in detail below, but the present invention is not limited by these descriptions.

【0029】(実施例1)本発明におけるリチウム電池
の断面図を図1に示す。
(Example 1) FIG. 1 is a sectional view of a lithium battery according to the present invention.

【0030】本発明におけるリチウム電池は、正極1、
負極2及びセパレータ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 comprises the positive electrode 1,
The electrode group 4 is composed of the negative electrode 2 and the separator 3, a non-aqueous electrolyte, and a metal resin composite film 5. The positive electrode 1 is formed by coating the positive electrode mixture 11 on the positive electrode current collector 12. 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.

【0031】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.

【0032】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
ブラックとを混合し、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, LiCoO 2 that is a positive electrode active material and acetylene black that is a conductive agent are mixed, and then an N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride is mixed as a binder.
This mixture is applied to one surface of the positive electrode current collector 12 made of aluminum foil and then dried, so that the thickness of the positive electrode mixture 11 is 0.1 mm.
Pressed so that The positive electrode 1 was obtained through the above steps.

【0033】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

【0034】一方、セパレータ3は、次のようにして得
た。まず、〔化1〕で示される構造を持つ2官能アクリ
レートモノマーを3重量パーセント溶解するエタノール
溶液を作製し、多孔性基材であるポリエチレン微孔膜
(平均孔径0.1ミクロン、開孔率50%、厚さ23ミ
クロン、重量12.52g/m2、透気度89秒/10
0ml)に塗布した後、電子線照射によりモノマーを架
橋させて有機ポリマー層を形成し、温度60℃で5分間
乾燥させた。以上の工程により、セパレータ3を得た。
なお、得られたセパレータ3は、厚さ24ミクロン、重
量13.04g/m2、透気度103秒/100mlで
あり、有機ポリマー層の重量は、多孔性材料の重量に対
して約4重量%、架橋体層の厚さは約1ミクロンで、多
孔性基材の孔がほぼそのまま維持されているものであっ
た。
On the other hand, the separator 3 was obtained as follows. First, an ethanol solution in which 3% by weight of a bifunctional acrylate monomer having the structure shown in [Chemical Formula 1] was dissolved was prepared, and a polyethylene microporous membrane (average pore size 0.1 micron, porosity 50 %, Thickness 23 microns, weight 12.52 g / m 2 , air permeability 89 seconds / 10
(0 ml), the monomer was crosslinked by electron beam irradiation to form an organic polymer layer, and dried at a temperature of 60 ° C. for 5 minutes. The separator 3 was obtained through the above steps.
The obtained separator 3 had a thickness of 24 microns, a weight of 13.04 g / m 2 , and an air permeability of 103 seconds / 100 ml, and the weight of the organic polymer layer was about 4 weight relative to the weight of the porous material. %, The thickness of the crosslinked layer was about 1 micron, and the pores of the porous substrate were maintained almost as they were.

【0035】[0035]

【化1】 [Chemical 1]

【0036】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。非水電解質は、γ−ブチロラクトン、エチレンカー
ボネート及びプロピレンカーボネートを体積比25:5
0:25の割合で混合した混合溶媒1リットルに、1モ
ルのLiPF6及び0.3モルのLiBF4を溶解させる
ことにより得た。次に、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。
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. The non-aqueous electrolyte contains γ-butyrolactone, ethylene carbonate and propylene carbonate in a volume ratio of 25: 5.
It was obtained by dissolving 1 mol of LiPF 6 and 0.3 mol of LiBF 4 in 1 liter of a mixed solvent mixed at a ratio of 0:25. Next, the electrode group 4 was immersed in the non-aqueous electrolyte to impregnate the electrode 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.

【0037】以上の製法により得られた電池を本発明電
池Aとする。なお、本発明電池Aの設計容量は、10m
Ahである。
The battery obtained by the above manufacturing method is referred to as Battery A of the present invention. The designed capacity of the battery A of the present invention is 10 m.
It is Ah.

【0038】(実施例2)非水電解質として、γ−ブチ
ロラクトン、エチレンカーボネート及びプロピレンカー
ボネートを体積比20:50:30の割合で混合した混
合溶媒1リットルに、1モルのLiPF6及び0.2モ
ルのLiBF4を溶解させたものを用いた以外は、実施
例1と同一の原料及び製法により、容量10mAhのポ
リマー電解質電池を作製し、本発明電池Bとした。
Example 2 As a non-aqueous electrolyte, 1 mol of LiPF 6 and 0.2 was added to 1 liter of a mixed solvent in which γ-butyrolactone, ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed at a volume ratio of 20:50:30. A polymer electrolyte battery having a capacity of 10 mAh was produced by the same raw material and production method as in Example 1 except that one in which mol LiBF 4 was dissolved was used, and was designated as Battery B of the present invention.

【0039】(実施例3)非水電解質として、γ−ブチ
ロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボ
ネート及びジエチレンカーボネートを体積比15:5
0:25:10の割合で混合した混合溶媒1リットル
に、1モルのLiPF6及び0.2モルのLiBF4を溶
解させたものを用いた以外は、実施例1と同一の原料及
び製法により、容量10mAhのポリマー電解質電池を
作製し、本発明電池Cとした。
Example 3 As a non-aqueous electrolyte, γ-butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate and diethylene carbonate were used in a volume ratio of 15: 5.
By using the same raw material and the same production method as in Example 1, except that 1 mol of LiPF 6 and 0.2 mol of LiBF 4 were dissolved in 1 liter of a mixed solvent mixed at a ratio of 0:25:10. A polymer electrolyte battery having a capacity of 10 mAh was produced, and was used as a battery C of the invention.

【0040】(比較例1)非水電解質として、γ−ブチ
ロラクトン、エチレンカーボネート及びプロピレンカー
ボネートを体積比25:50:25の割合で混合した混
合溶媒1リットルに、1モルのLiPF6及び0.5モ
ルのLiBF4を溶解させたものを用いた以外は、実施
例1と同一の原料及び製法により、容量10mAhのポ
リマー電解質電池を作製し、比較電池Dとした。
Comparative Example 1 As a non-aqueous electrolyte, 1 mol of LiPF 6 and 0.5 was added to 1 liter of a mixed solvent in which γ-butyrolactone, ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed at a volume ratio of 25:50:25. A polymer electrolyte battery having a capacity of 10 mAh was produced by the same raw material and production method as in Example 1 except that a solution obtained by dissolving a molar amount of LiBF 4 was used.

【0041】(比較例2)非水電解質に、γ−ブチロラ
クトンとエチレンカーボネートとプロピレンカーボネー
トを体積比25:50:25の割合で混合した混合溶媒
1リットルに、0.4モルのLiPF6及び0.4モル
のLiBF4を溶解させたものを用いた以外は、実施例
1と同一の原料及び製法により、容量10mAhのポリ
マー電解質電池を作製し、比較電池Eとした。
Comparative Example 2 0.4 mol of LiPF 6 and 0 was added to 1 liter of a mixed solvent in which γ-butyrolactone, ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed with a non-aqueous electrolyte in a volume ratio of 25:50:25. A polymer electrolyte battery having a capacity of 10 mAh was prepared as Comparative Battery E by the same raw material and manufacturing method as in Example 1 except that a solution in which 4 mol of LiBF 4 was dissolved was used.

【0042】(比較例3)非水電解質として、γ−ブチ
ロラクトン、エチレンカーボネート及びプロピレンカー
ボネートを体積比30:50:20の割合で混合した混
合溶媒1リットルに、1モルのLiPF6及び0.2モ
ルのLiBF4を溶解させたものを用いた以外は、実施
例1と同一の原料及び製法により、容量10mAhのポ
リマー電解質電池を作製し、比較電池Fとした。
Comparative Example 3 As a non-aqueous electrolyte, 1 mol of LiPF 6 and 0.2 was added to 1 liter of a mixed solvent in which γ-butyrolactone, ethylene carbonate and propylene carbonate were mixed at a volume ratio of 30:50:20. A polymer electrolyte battery having a capacity of 10 mAh was produced by the same raw material and production method as in Example 1 except that a solution obtained by dissolving a molar amount of LiBF 4 was used.

【0043】(比較例4)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及びジエチルカ
ーボネートを体積比50:25:25の割合で混合した
混合溶媒1リットルに、1モルのLiPF6及び0.2
モルのLiBF4を溶解させたものを用いた以外は、実
施例1と同一の原料及び製法により、容量10mAhの
ポリマー電解質電池を作製し、比較電池Gとした。
Comparative Example 4 As a non-aqueous electrolyte, 1 mol of LiPF 6 and 0.2 was added to 1 liter of a mixed solvent in which ethylene carbonate, propylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 50:25:25.
A polymer electrolyte battery having a capacity of 10 mAh was prepared as Comparative Battery G by the same raw material and manufacturing method as in Example 1 except that one in which mol LiBF 4 was dissolved was used.

【0044】(高率放電特性試験)これらの本発明電池
A、B、C及び比較電池D、E、F、Gについて、高率
放電特性を取得した。試験温度は20℃とした。充電は
電流2mA、終止電圧4.2Vの定電流定電圧充電と
し、放電は種々の電流値で定電流放電を行い、終止電圧
は2.7Vとした。電池設計容量との比率を放電容量
(%)とした。結果を図2に示す。
(High Rate Discharge Characteristic Test) The high rate discharge characteristics of these batteries A, B and C of the present invention and comparative batteries D, E, F and G were obtained. The test temperature was 20 ° C. The charging was a constant-current constant-voltage charge with a current of 2 mA and a final voltage of 4.2 V, and the discharging was a constant-current discharge with various current values, and the final voltage was 2.7 V. The ratio with the battery design capacity was defined as the discharge capacity (%). The results are shown in Figure 2.

【0045】図2において、放電電流30mAにおける
放電容量を比較すると、比較電池Dでは設計容量の35
%前後、比較電池Eでは設計容量の20%前後、比較電
池Fでは設計容量の32%前後、比較電池Gでは設計容
量の28%前後の放電容量しか得られないのに対し、本
発明電池Aでは設計容量の52%前後、本発明電池Bで
は設計容量の45%前後、本発明電池Cでは47%の放
電容量が得られることが分かった。
In FIG. 2, comparing the discharge capacities at a discharge current of 30 mA, the comparative battery D has a design capacity of 35.
%, About 20% of the designed capacity of the comparative battery E, about 32% of the designed capacity of the comparative battery F, and about 28% of the designed capacity of the comparative battery G. It was found that the discharge capacity of about 52% of the designed capacity, the discharge capacity of about 45% of the designed capacity of the battery B of the present invention, and the discharge capacity of 47% of the battery C of the invention were obtained.

【0046】(充放電サイクル特性試験)次に、これら
の本発明電池A、B、C及び比較電池D、E、F、Gに
ついて、充放電サイクル特性を取得した。試験温度は2
0℃とした。充電は電流2mA、終止電圧4.2Vの定
電流定電圧充電とし、放電は2mA、終止電圧2.7V
の定電流放電とした。初期の放電容量に対する200サ
イクル後の放電容量の比をサイクル特性(%)とした。
結果を表1に示す。
(Charge / Discharge Cycle Characteristic Test) Next, charge / discharge cycle characteristics of the batteries A, B and C of the present invention and the comparative batteries D, E, F and G were obtained. Test temperature is 2
It was set to 0 ° C. Charging is a constant current constant voltage charging with a current of 2 mA and an end voltage of 4.2 V, discharging is 2 mA and an end voltage of 2.7 V.
Constant current discharge. The ratio of the discharge capacity after 200 cycles to the initial discharge capacity was defined as the cycle characteristic (%).
The results are shown in Table 1.

【0047】[0047]

【表1】 [Table 1]

【0048】表1において、200サイクル充放電後の
サイクル後容量を比較すると、比較電池Dでは初期容量
の68%前後、比較電池Eでは初期容量の65%前後、
比較電池Fでは初期容量の70%前後、比較電池Gでは
初期容量の75%前後の放電容量しか得られないのに対
し、本発明電池Aでは初期容量の80%前後、本発明電
池Bでは初期容量の82%前後、本発明電池Cでは85
%の放電容量が得られることが分かった。
In Table 1, comparing the after-cycle capacities after 200 cycles of charging and discharging, the comparative battery D has a capacity of about 68%, and the comparative battery E has a capacity of about 65%.
In comparison battery F, about 70% of the initial capacity, and in comparison battery G, only about 75% of the initial capacity can be obtained, whereas in the invention battery A, about 80% of the initial capacity, and in the invention battery B, the initial capacity is about 80%. About 82% of the capacity, 85 with the battery C of the present invention
It was found that a discharge capacity of% could be obtained.

【0049】(高温保存試験)さらに、これらの本発明
電池A、B、C及び比較電池D、E、F、Gについて、
高温保存試験を行った。まず、温度20℃で、前記充放
電サイクル試験と同じ条件で数サイクルの充放電を行っ
た後、充電末状態の各電池を60℃の恒温槽中で20日
間保存した。次に各電池を恒温槽から取り出し、残存放
電容量を測定した。保存前の放電容量に対する残存放電
容量の割合を残存放電容量率(%)とした。また、保存
前後の各電池の厚さを測定し、保存前の電池厚さに対す
る保存後の電池厚さを電池厚さ変化率(%)とした。結
果を表2に示す。
(High-temperature storage test) Further, with respect to these batteries A, B and C of the present invention and comparative batteries D, E, F and G,
A high temperature storage test was conducted. First, after charging / discharging for several cycles under the same conditions as the charge / discharge cycle test at a temperature of 20 ° C., each battery in a charged state was stored in a constant temperature bath at 60 ° C. for 20 days. Next, each battery was taken out from the constant temperature bath and the residual discharge capacity was measured. The ratio of the remaining discharge capacity to the discharge capacity before storage was defined as the remaining discharge capacity rate (%). Further, the thickness of each battery was measured before and after storage, and the battery thickness after storage relative to the battery thickness before storage was defined as the battery thickness change rate (%). The results are shown in Table 2.

【0050】[0050]

【表2】 [Table 2]

【0051】表2において、60℃で20日間保存後の
残存放電容量を比較すると、比較電池Cでは保存前容量
の82%前後、比較電池Dでは保存前容量の85%前
後、比較電池Eでは保存前容量の87%前後、比較電池
Fでは保存前容量の78%前後の放電容量しか得られな
いのに対し、本発明電池Aでは保存前容量の95%前
後、本発明電池Bでは保存前容量の92%前後、本発明
電池Cでは保存前容量の90%前後の放電容量が得られ
ることが分かった。さらに、60℃で20日間保存後の
電池厚さ変化率を比較すると、本発明電池における電池
の膨れは比較電池における電池の膨れ以下に抑えられる
ことがわかった。
In Table 2, comparing the residual discharge capacities after storage at 60 ° C. for 20 days, the comparative battery C has a storage capacity of about 82%, the comparative battery D has a storage capacity of about 85%, and the comparative battery E has a storage capacity of about 85%. The discharge capacity of about 87% of the pre-storage capacity and about 78% of the pre-storage capacity of the comparative battery F can be obtained, whereas the discharge capacity of the present invention battery A is about 95% of the pre-storage capacity, and the storage capacity of the present invention battery B is It was found that a discharge capacity of about 92% of the capacity and a capacity of about 90% of the pre-storage capacity of the battery C of the present invention were obtained. Further, comparing the rate of change in battery thickness after storage at 60 ° C. for 20 days, it was found that the swelling of the battery in the battery of the present invention was suppressed to be equal to or less than that of the battery in the comparative battery.

【0052】以上3つの試験結果より、本発明電池A、
B、Cは比較電池D、E、F、Gに対して、良好な電池
性能を有することが分かった。
From the above three test results, the battery A of the present invention,
It was found that B and C have good battery performance with respect to the comparative batteries D, E, F and G.

【0053】[0053]

【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、有機溶媒
が少なくともγ−ブチロラクトンを含有していることに
より、高率放電時にも電池性能を充分なレベルに保持
し、長寿命で安定した電池性能を得ることが可能とな
る。また、リチウム塩が少なくともLiPF6及びLi
BF4の2種を含有していることにより、より長寿命
で、かつ、保存性能にも優れた安定した電池性能を得る
ことができる。さらに、LiBF 4含有量が非水電解質
1リットルあたり0.4モル以下であることにより、上
記作用を効果的に得ることができる。
According to the invention of claim 1, an organic solvent
Contains at least γ-butyrolactone
Keeps battery performance at a sufficient level even during high-rate discharge
It is possible to obtain stable battery performance with a long life.
It Further, the lithium salt is at least LiPF6And Li
BFFourLonger life due to containing 2 kinds of
And stable battery performance with excellent storage performance
be able to. In addition, LiBF FourNon-aqueous electrolyte content
Since it is 0.4 mol or less per liter,
The effect can be effectively obtained.

【0054】請求項2記載の発明によれば、有機溶媒が
少なくともγ−ブチロラクトンを含有していることによ
り、高率放電時にも電池性能を充分なレベルに保持し、
長寿命で安定した電池性能を得ることが可能となる。ま
た、リチウム塩が少なくともLiPF6及びLiBF4
2種を含有していることにより、より長寿命で、かつ、
保存性能にも優れた安定した電池性能を得ることができ
る。さらに、リチウム塩中のLiBF4含有量が25モ
ルパーセント以下であることにより、上記作用を効果的
に得ることができる。
According to the invention described in claim 2, since the organic solvent contains at least γ-butyrolactone, the battery performance is maintained at a sufficient level even at a high rate discharge,
It becomes possible to obtain stable battery performance with a long life. Further, since the lithium salt contains at least two kinds of LiPF 6 and LiBF 4 , it has a longer life and
It is possible to obtain stable battery performance with excellent storage performance. Furthermore, when the LiBF 4 content in the lithium salt is 25 mol% or less, the above effect can be effectively obtained.

【0055】請求項3記載の発明によれば、リチウム塩
の総濃度が、非水電解質1リットルに対して1〜3モル
であることにより、上記作用をより効果的に得ることが
できる。
According to the third aspect of the invention, since the total concentration of the lithium salt is 1 to 3 mol with respect to 1 liter of the non-aqueous electrolyte, the above effect can be obtained more effectively.

【0056】請求項4記載の発明によれば、有機溶媒中
のγ−ブチロラクトン含有量が1〜25体積パーセント
であることにより、上記作用をさらに効果的に得ること
ができる。
According to the fourth aspect of the present invention, the above effect can be more effectively obtained because the γ-butyrolactone content in the organic solvent is 1 to 25% by volume.

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

【図1】本発明のリチウム電池の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a lithium battery of the present invention.

【図2】本発明電池A、B、C及び比較電池D、E、
F、Gの放電レート特性を示す図である。
FIG. 2 shows the present invention batteries A, B and C and comparative batteries D and E,
It is a figure which shows the discharge rate characteristic of F and G.

【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 (72)発明者 井口 隆明 大阪府高槻市古曽部町二丁目3番21号 株 式会社ユアサコーポレーション内 (72)発明者 吉田 寛之 大阪府高槻市古曽部町二丁目3番21号 株 式会社ユアサコーポレーション内 Fターム(参考) 5H029 AJ04 AJ06 AJ12 AJ14 AK03 AL06 AM00 AM01 AM04 AM05 AM07 BJ03 BJ12 HJ02 HJ10   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takaaki Iguchi             2-32 Kosobe-cho, Takatsuki City, Osaka Prefecture Stock             Ceremony company Yuasa Corporation (72) Inventor Hiroyuki Yoshida             2-32 Kosobe-cho, Takatsuki City, Osaka Prefecture Stock             Ceremony company Yuasa Corporation F-term (reference) 5H029 AJ04 AJ06 AJ12 AJ14 AK03                       AL06 AM00 AM01 AM04 AM05                       AM07 BJ03 BJ12 HJ02 HJ10

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも有機溶媒とリチウム塩とから
構成される非水電解質を備えたリチウム電池において、
前記有機溶媒はγ−ブチロラクトンを含有し、かつ、前
記リチウム塩はLiPF6およびLiBF4を少なくとも
含有し、かつ、前記非水電解質は前記LiBF4のモル
濃度が0.4モル/リットル以下であることを特徴とす
るリチウム電池。
1. A lithium battery comprising a non-aqueous electrolyte composed of at least an organic solvent and a lithium salt,
The organic solvent contains γ-butyrolactone, the lithium salt contains at least LiPF 6 and LiBF 4 , and the non-aqueous electrolyte has a LiBF 4 molar concentration of 0.4 mol / liter or less. A lithium battery characterized in that
【請求項2】 少なくとも有機溶媒とリチウム塩とから
構成される非水電解質を備えたリチウム電池において、
前記有機溶媒はγ−ブチロラクトンを含有し、かつ、前
記リチウム塩はLiPF6およびLiBF4を少なくとも
含有し、かつ、前記リチウム塩はLiBF4のモル比率
が25モルパーセント以下であることを特徴とするリチ
ウム電池。
2. A lithium battery comprising a non-aqueous electrolyte composed of at least an organic solvent and a lithium salt,
The organic solvent contains γ-butyrolactone, the lithium salt contains at least LiPF 6 and LiBF 4 , and the lithium salt has a molar ratio of LiBF 4 of 25 mol% or less. Lithium battery.
【請求項3】 前記非水電解質は、前記リチウム塩濃度
が1モル/リットル以上3モル/リットル以下であるこ
とを特徴とする請求項1または2記載のリチウム電池。
3. The lithium battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte has the lithium salt concentration of 1 mol / liter or more and 3 mol / liter or less.
【請求項4】 前記有機溶媒は、γ−ブチロラクトン含
有量が1体積パーセント以上25体積パーセント以下で
あることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の
リチウム電池。
4. The lithium battery according to claim 1, wherein the organic solvent has a γ-butyrolactone content of 1 volume percent or more and 25 volume percent or less.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243029A (en) * 2002-02-18 2003-08-29 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2005135906A (en) * 2003-10-10 2005-05-26 Mitsui Chemicals Inc Nonaqueous electrolytic solution and lithium secondary battery using it
JP2011082033A (en) * 2009-10-07 2011-04-21 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery module
CN103811798A (en) * 2012-11-06 2014-05-21 江苏永昌新能源科技有限公司 Novel lithium battery
US11489203B2 (en) 2018-07-04 2022-11-01 Lg Energy Solution, Ltd. Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003243029A (en) * 2002-02-18 2003-08-29 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2005135906A (en) * 2003-10-10 2005-05-26 Mitsui Chemicals Inc Nonaqueous electrolytic solution and lithium secondary battery using it
JP2011082033A (en) * 2009-10-07 2011-04-21 Mitsubishi Chemicals Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery module
CN103811798A (en) * 2012-11-06 2014-05-21 江苏永昌新能源科技有限公司 Novel lithium battery
US11489203B2 (en) 2018-07-04 2022-11-01 Lg Energy Solution, Ltd. Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including same

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