JP2004355974A

JP2004355974A - 非水電解質溶液及びリチウムイオン２次電池

Info

Publication number: JP2004355974A
Application number: JP2003153049A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Ogawa; 和也小川; Atsushi Sano; 篤史佐野; Takeshi Iijima; 剛飯島; Satoru Maruyama; 哲丸山
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-05-29
Filing date: 2003-05-29
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2023-05-29
Also published as: CN100514740C; CN1795579A; WO2004107493A1; US7709155B2; US20070015063A1; JP4283598B2; TW200509433A; TWI311383B

Abstract

【課題】優れた、初期発電効率、高レート放電特性、及び、充放電サイクル特性を得ることができ、然も、４０〜１００℃の範囲において保存又は発電した場合であっても、優れた信頼性を得ることのできるリチウムイオン２次電池を容易かつ確実に構成可能な非水電解質溶液の提供。
【解決手段】リチウムイオン２次電池１の非水電解質溶液の非水溶媒には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）と、式（Ｉ）で表される第１の化合物と、式（ＩＩ）で表される第２の化合物とが含まれており、非水溶媒中のＰＣの含有率が１０体積％以上であり、第１の化合物の含有率Ｘ［質量％］及び第２の化合物の含有率Ｙ［質量％］が式（１）及び（２）で表現される条件｛２≦（Ｘ＋Ｙ）≦８…（１）、０．０１≦（Ｙ／Ｘ）≦０．３０…（２）｝を同時に満たしている。式（Ｉ）中のＲ^１〜Ｒ^６は水素原子及び炭素数１〜３の炭化水素基のうちの何れか、式（ＩＩ）中のＲ^７及びＲ^８は水素原子及び炭素数１〜３の炭化水素基のうちの何れかを示す。
【化１】

【化２】

【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解質溶液及びリチウムイオン２次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器、特に携帯用電子機器の発展は著しく、それに伴い高エネルギー密度を有する電池の開発が望まれている。このような電池として、リチウムイオン２次電池はエネルギー密度が極めて高いなどの理由により携帯機器の電源として広く採用されている。リチウムイオン２次電池は、主として、カソード、アノード、セパレータ、非水電解質溶液から構成されており、各電池特性の更なる向上のための様々な検討がなされている。
【０００３】
例えば、非水電解質溶液の非水溶媒としては、融点が比較的低く、導電率が比較的高く、電位窓（電気化学窓）が比較的広く、かつ、電解質を溶解したときに低温においても高いイオン伝導性を得ることが可能なものが好ましく、この観点から、プロピレンカーボネートが好ましく使用されている。しかし、高結晶化した黒鉛などの炭素材料を構成材料として使用した負極（アノード）を備える場合には、特に充電時において陰極｛放電時において負極として機能する電極｝でのプロピレンカーボネートの分解が進行する問題があった。
【０００４】
プロピレンカーボネートの分解が進行するとガスが発生し、これに伴って負極の炭素材料の剥がれや分解等が起こり、使用中に容量の低下や充放電サイクル特性等の電池特性が徐々に低下する問題が起こる。また、プロピレンカーボネートの分解が進行すると分解生成物が負極に堆積して、この観点からも使用中に上述の電池特性の低下が徐々に低下すると考えられている。
【０００５】
そこで、非水溶媒の成分としてプロピレンカーボネートを少なくとも用いた非水電解質溶液中に、１，３−プロパンスルトン、又は、１，４−ブタンスルトンを添加することにより、上記のプロピレンカーボネートの分解反応の進行を抑制することを意図した電池が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００６】
また、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート及びジエチルカーボネートの混合溶媒を用いた非水電解質溶液中に、更に、１，３−プロパンスルトンを添加することで、プロピレンカーボネートの負極表面での電気分解を防止した電池が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
更に、非水溶媒の成分としてプロピレンカーボネートを少なくとも用いた非水電解質溶液中に、ビニレンカーボネートを添加することにより、上記のプロピレンカーボネートの分解反応の進行を抑制することを意図した電池が提案されている（例えば、特許文献４及び特許文献５参照）。
【０００８】
更に、非水溶媒の成分としてプロピレンカーボネートを少なくとも用いた非水電解質溶液中に、１，３−プロパンスルトン及びビニレンカーボネートを添加することにより、上記のプロピレンカーボネートの分解反応の進行を抑制することを意図した電池が提案されている（例えば、特許文献６参照）。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３７２４号公報
【特許文献２】
特開２０００−３７２５号公報
【特許文献３】
特開平１１−３３９８５０号公報
【特許文献４】
特開平１１−６７２６６号公報
【特許文献５】
特開２０００−５８１２５号公報
【特許文献６】
特開２００１−４３８９５号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１、２及び３に記載された従来のリチウムイオン２次電池は、黒鉛化度の高い炭素材料を構成材料として使用した負極を備える場合、プロピレンカーボネートの分解抑制皮膜を形成できるものの、該皮膜の化学的安定性が充分でなく、充放電サイクル特性が充分に得られていないことを本発明者らは見出した。
【００１１】
また、上述した特許文献４及び５に記載された従来のリチウムイオン２次電池では、黒鉛化度の高い炭素材料を構成材料として使用した負極を備える場合、比較的化学安定性の強いプロピレンカーボネートの分解抑制皮膜を形成できるため、充放電サイクル特性は向上するものの、高レート放電特性が充分に得られていないことを本発明者らは見出した。
【００１２】
また、この電池は、充電時の陰極（放電時の負極）の還元生成物が充電時の陽極（放電時の正極）において酸化されることによってもガスが発生し、特に高温（４０〜１００℃）において保存或いは発電した場合のガス発生が十分に抑制できていないことを本発明者らは見出した。特に、ケースがフィルムから形成されている場合には、電池の使用中又は保存中にケースが膨れたり、さらには、ケースのシール部がはがれて液漏れが発生する場合があり、十分な信頼性が得られていなかった。
【００１３】
また、上述した特許文献６に記載された従来のリチウムイオン２次電池は、黒鉛化度の高い炭素材料を構成材料として使用した負極を備える場合であってもガス発生を抑制できる等、プロピレンカーボネートの分解反応の進行を抑制する効果を得ることができるものの、以下の問題があることを本発明者らは見出した。すなわち、この電池の場合、充放電サイクル特性が充分に得られていなかった。
【００１４】
本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、優れた、初期発電効率、高レート放電特性、及び、充放電サイクル特性を夫々得ることができ、然も、４０〜１００℃の範囲において保存又は発電した場合であっても、優れた信頼性を得ることのできるリチウムイオン２次電池を容易かつ確実に構成可能な非水電解質溶液、及び、この非水電解質溶液を有する高性能のリチウムイオン２次電池を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、非水溶媒の成分としてプロピレンカーボネートを少なくとも用いた非水電解質溶液中に、１，３−プロパンスルトン（以下、必要に応じて「ＰＳ」という）及びビニレンカーボネート（以下、必要に応じて「ＶＣ」という）を添加する場合、ＰＳ及びＶＣがそれぞれ分解することにより負極の表面に生成する保護被膜の化学的安定性が、非水電解質溶液中におけるＰＳ及びＶＣのそれぞれの含有量、及び、ＰＳの添加量とＶＣの添加量との比に大きく依存することを見出した。
【００１６】
そして、本発明者らは、非水電解質溶液の非水溶媒の成分組成を以下に示す条件を満たすように調節することが上記目的を達成するために極めて有効であることを見出し、本発明に到達した。
【００１７】
すなわち、本発明は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解可能なリチウム塩と、を含む非水電解質溶液であって、
非水溶媒には、プロピレンカーボネートと、下記一般式（Ｉ）で表現される第１の化合物と、下記一般式（ＩＩ）で表現される第２の化合物とが含まれており、
非水溶媒中のプロピレンカーボネートの含有率が１０体積％以上であり、かつ、
第１の化合物の含有率Ｘ［質量％］、及び、第２の化合物の含有率Ｙ［質量％］が下記式（１）及び（２）で表現される条件を同時に満たしていること、
を特徴とする非水電解質溶液を提供する。
【００１８】
２≦（Ｘ＋Ｙ）≦８・・・（１）
０．０１≦（Ｙ／Ｘ）≦０．３０・・・（２）
【００１９】
【化３】

【００２０】
［式（１）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子及び炭素数１〜３の炭化水素基のうちの何れかを示す。］
【００２１】
【化４】

【００２２】
［式（ＩＩ）中、Ｒ^７及びＲ^８は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子及び炭素数１〜６の炭化水素基のうちの何れかを示す。］
【００２３】
本発明の非水電解質溶液は、上述の各条件を同時に満たす成分構成を有する非水溶媒を使用しているため、リチウムイオン２次電池の電解質として使用した場合に以下の効果をえることができる。すなわち、優れた、初期発電効率、高レート放電特性、低温放電特性、及び、充放電サイクル特性を夫々得ることができ、然も、４０〜１００℃の範囲において保存又は発電した場合であっても、優れた信頼性を得ることのできるリチウムイオン２次電池を容易かつ確実に構成可能となる。
【００２４】
この効果が得られることの詳細なメカニズムについては明確に解明されていないが、上述の各条件を同時に満たす成分構成を有する非水溶媒を使用した場合、充放電にともなって、負極表面で反復して進行する充放電反応に対して優れた化学的安定性を有する保護被膜が形成されるからであると本発明者らは考えている。
【００２５】
式（１）の条件を満たすことにより、初期発電効率、高レート放電特性、及び、低温（−２０〜＋２５℃）での放電特性を特に向上させることができる。また、（２）の条件を満たすことにより、充放電サイクル特性を特に向上させることができるようになり、４０〜１００℃の範囲において保存又は発電した場合において、ケース内部でのガスの発生を十分に抑制することができるようになる。そして、式（１）の条件、及び、（２）の条件を同時に満たすことにより、上述の全ての特性を低下させることなく先に述べた本発明の効果を得ることができる。
【００２６】
ここで、本発明において、「第１の化合物の含有率Ｘ［質量％］」とは、非水溶媒中の第１の化合物の含有率ではなく、最終的に得られる非水電解質溶液の総質量を基準とする含有率である。また、第２の化合物の含有率Ｙ［質量％］も非水溶媒中の第１の化合物の含有率ではなく、最終的に得られる非水電解質溶液の総質量を基準とする含有率である。
【００２７】
更に、本発明において、プロピレンカーボネート（以下、必要に応じて「ＰＣ」という）の含有率が１０体積％未満となると、低温（−２０〜＋２５℃）で十分な充放電特性が得られなくなる。また、（Ｘ＋Ｙ）の値が２質量％未満となると、負極表面で進行する充放電反応に対して化学的に安定な保護被膜を十分に形成することができず本発明の効果が得られない。更に、（Ｘ＋Ｙ）の値が８質量％を超えると、高レート放電特性、及び、低温（−２０〜＋２５℃）で十分な充放電特性が得られなくなる。また、（Ｙ／Ｘ）の値が０．０１未満であると、十分な充放電サイクル特性を得ることができなくなる。更に、（Ｙ／Ｘ）の値が０．３０を超える場合も十分な充放電サイクル特性を得ることができなくなる。
【００２８】
本発明においては、先に述べた本発明の効果をより確実に得る観点から、式（１）及び（２）中のＸ及びＹは、下記式（３）及び（４）を更に満たすことが好ましい。
【００２９】
０＜Ｘ≦７・・・（３）
０＜Ｙ≦１．５・・・（４）
【００３０】
また、本発明においては、先に述べた本発明の効果をより確実に得る観点から、非水溶媒中のプロピレンカーボネートの含有率が１０〜６０体積％であることが好ましい。ＰＣの含有率が６０体積％を超えると、ＰＣの分解反応が進行し易くなる傾向が大きくなる。
【００３１】
更に、本発明においては、先に述べた本発明の効果をより確実に得る観点から、非水溶媒には、エチレンカーボネートが更に含有されており、該エチレンカーボネートの含有率が１〜２０体積％であることが好ましい。エチレンカーボネート（以下、必要に応じて「ＥＣ」という）が更に含有されている場合、ＥＣの含有率が１体積％未満となると、ＰＣの分解反応が進行し易くなる傾向が大きくなる。また、ＥＣの含有率が２０体積％を超えると、低温（−２０〜＋２５℃）で十分な充放電特性が得られなくなる傾向が大きくなる。
【００３２】
更に、本発明においては、先に述べた本発明の効果をより確実に得る観点から、非水溶媒には、鎖状カーボネートが更に含有されており、該鎖状カーボネートの含有率が３０〜８５体積％であることが好ましい。鎖状カーボネートが更に含有されている場合、鎖状カーボネートの含有率が３０体積％未満であると、十分な高レート放電特性が得られなくなる傾向が大きくなる。また、この場合、低温（−２０〜＋２５℃）で十分な充放電特性が得られなくなる傾向が大きくなる。更に、鎖状カーボネートの含有率が８５体積％を超えると、十分な放電容量を得ることができなくなる傾向が大きくなる。ここで、本発明の効果を更に確実に得る観点から、鎖状カーボネートは、ジエチルカーボネート（以下、必要に応じて「ＤＥＣ」という）及び／又はエチルメチルカーボネート（以下、必要に応じて「ＥＭＣ」という）であることが好ましい。
【００３３】
更に、本発明においては、先に述べた本発明の効果をより確実に得る観点から、第１の化合物におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６が水素原子であることが好ましい。すなわち、第１の化合物が１，３−プロパンスルトンであることが好ましい。
【００３４】
更に、本発明においては、先に述べた本発明の効果をより確実に得る観点から、第２の化合物におけるＲ^７及びＲ^８が水素原子であることが好ましい。すなわち、第２の化合物がビニレンカーボネートであることが好ましい。
【００３５】
本発明の非水電解質溶液は、ゲル化剤によりゲル状とされていることを特徴としていてもよい。これにより、いわゆるリチウムイオンポリマー２次電池を構成することができる。
【００３６】
また、本発明は、アノードと、
カソードと、
アノード及びカソードの間に配置された絶縁性のセパレータと、
リチウム塩を含有する非水電解溶液と、
アノード、カソード、セパレータ、及び、非水電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、
を少なくとも有するリチウムイオン２次電池であって、
非水電解質溶液が、先に述べた本発明の非水電解質溶液のうちの何れかの非水電解質溶液であること、
を特徴とするリチウムイオン２次電池を提供する。
【００３７】
本発明のリチウムイオン２次電池は、先に述べた本発明の非水電解質溶液を有する構成とすることにより、優れた、初期発電効率、高レート放電特性、及び、充放電サイクル特性を夫々得ることができ、然も、４０〜１００℃の範囲において保存又は発電した場合であっても、優れた信頼性を得ることができる。
【００３８】
ここで、本発明において、アノード及びカソードとなる電極は、リチウムイオン（又は金属リチウム）が酸化還元種として関与する電子移動反応を可逆的に進行させることが可能な反応場となるものである。また、「電子移動反応を可逆的に進行させること」とは、搭載されるべき機器の電源又は補助電源として要求される電池寿命の範囲内で上記電子移動反応を可逆的に進行させることである。
【００３９】
そして、アノードに構成材料として含まれるアノード活物質及びカソードに構成材料として含まれるカソード活物質は、上記電子移動反応に寄与する物質を示す。アノード活物質及びカソード活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、又は、リチウムイオンの脱離及び挿入（インターカレーション）が可能な構造を有する炭素材料或いは金属酸化物であってもよい。また、アノード活物質及び／又はカソード活物質として導電性ポリマーのようなリチウムイオンと該リチウムイオンのカウンターアニオン（例えば、ＣｌＯ_４ ⁻）とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることの可能な物質を単独又は他の活物質とともに使用する構成としてもよい。
【００４０】
なお、説明の便宜上、本明細書において、「アノード活物質」という場合の「アノード」とは、電池の放電時の極性を基準とするもの（負極活物質）であり、「カソード活物質」という場合の「カソード」も、電池の放電時の極性を基準とするもの（正極活物質）である。アノード活物質及びカソード活物質の具体的な例示については後述する。
【００４１】
上記本発明のリチウムイオン２次電池は、上記ケースが可とう性を有するフィルム（以下、「フィルム」という）から形成されており、また、互いに対向する一対のフィルムを少なくとも用いて形成されていることが好ましく、このフィルムが非水電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層と、最内部の層の上方に配置される金属層とを少なくとも有する複合包装フィルムであることが好ましい。
【００４２】
このようにケースを複合包装フィルムから形成すると、リチウムイオン２次電池自体の形状を薄膜状とすることができる。そのため、本来の体積エネルギー密度を容易に向上させることができるとともに、リチウムイオン２次電池の設置されるべき設置空間の単位体積当たりのエネルギー密度（以下、「設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度」という）も容易に向上させることができる。
【００４３】
なお、リチウムイオン２次電池の「体積エネルギー密度」とは、本来、リチウムイオン２次電池の電極及びセパレータからなる発電に寄与する部分（後述の「素体」）の全体積又は容器を含む全体積に対する全出力エネルギーの割合で定義されるものである。これに対して、「設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度」とは、リチウムイオン２次電池の最大縦、最大横、最大厚さに基づいて求められる見かけ上の体積に対するリチウムイオン２次電池の全出力エネルギーの割合を意味する。実際に、リチウムイオン２次電池を小型電子機器に搭載する場合、上述した本来の体積エネルギー密度の向上とともに、設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度を向上させることが、小型電子機器内の限られたスペースをデッドスペースを充分に低減した状態で有効利用する観点から重要となる。
【００４４】
また、本発明においては、ケースは、上述の複合包装フィルムから形成されるもの以外に、金属缶外装体等の金属製のケースであってもよい。これにより、ケースに対して複合包装フィルムよりも高い機械的強度が要求される場合等の用途に適用できる。
【００４５】
また、上記本発明のリチウムイオン２次電池においては、アノード及びカソードはそれぞれ板状の形状を呈しており、かつ、それぞれ電子伝導性の多孔体を構成材料として含んでおり、セパレータは板状の形状を呈しており、かつ、絶縁性の多孔体からなり、非水電解質溶液は少なくともその一部がアノード、カソード、及び、セパレータの内部に含有されていることが好ましい。かかる構成を採用することにより、設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度を更に向上させることが可能となる。なお、上記「板状」の状態とは、平板状、湾曲している板状の状態も含む。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明のリチウムイオン２次電池の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一または相当部分には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００４７】
図１は本発明のリチウムイオン２次電池の好適な一実施形態を示す正面図である。また、図２は図１に示すリチウムイオン２次電池の内部をアノード１０の表面の法線方向からみた場合の展開図である。更に、図３は図１に示すリチウムイオン２次電池を図１のＸ１−Ｘ１線に沿って切断した場合の模式断面図である。また、図４は図１に示すリチウムイオン２次電池を図１のＸ２−Ｘ２線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。また、図５は図１に示すリチウムイオン２次電池を図１のＹ−Ｙ線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。
【００４８】
図１〜図５に示すように、リチウムイオン２次電池１は、主として、互いに対向する板状のアノード１０及び板状のカソード２０と、アノード１０とカソード２０との間に隣接して配置される板状のセパレータ４０と、非水電解質溶液と、これらを密閉した状態で収容するケース５０と、アノード１０に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケース５０の外部に突出されるアノード用リード１２と、カソード２０に一方の端部が電気的に接続されると共に他方の端部がケース５０の外部に突出されるカソード用リード２２とから構成されている。ここで、「アノード」１０及び「カソード」２０は説明の便宜上、リチウムイオン２次電池１の放電時の極性を基準に決定したものである。従って、充電時には、「アノード１０」が「カソード」となり、「カソード２０」が「アノード」となる。
【００４９】
そして、リチウムイオン２次電池１は、先に述べた本発明の目的を達成するために、以下に説明する構成を有している。
【００５０】
以下に図１〜図９に基づいて本実施形態の各構成要素の詳細を説明する。
【００５１】
ケース５０は、互いに対向する一対のフィルム（第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２）を用いて形成されている。ここで、図２に示すように、本実施形態における第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２は連結している。すなわち、本実施形態におけるケース５０は、一枚の複合包装フィルムからなる矩形状のフィルムを、図２に示す折り曲げ線Ｘ３−Ｘ３において折り曲げ、矩形状のフィルムの対向する１組の縁部同士（図中の第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルム５２の縁部５２Ｂ）を重ね合せて接着剤を用いるか又はヒートシールを行うことにより形成されている。
【００５２】
そして、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２は、１枚の矩形状のフィルム５３を上述のように折り曲げた際にできる互いに対向する面を有する該フィルムの部分をそれぞれ示す。ここで、本明細書において、接合された後の第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２のそれぞれの縁部を「シール部」という。
【００５３】
これにより、折り曲げ線Ｘ３−Ｘ３の部分に第１のフィルム５１と第２のフィルム５２とを接合させるためのシール部を設ける必要がなくなるため、ケース５０におけるシール部をより低減することができる。その結果、リチウムイオン２次電池１の設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度をより向上させることができる。
【００５４】
そして、本実施形態の場合、図１及び図２に示すように、アノード１０に接続されたアノード用リード１２及びカソード用リード２２のそれぞれの一端が、上述の第１のフィルム５１の縁部５１Ｂと第２のフィルムの縁部５２Ｂとを接合したシール部から外部に突出するように配置されている。
【００５５】
また、第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２を構成するフィルムは先に述べたように、可とう性を有するフィルムである。フィルムは軽量であり薄膜化が容易なため、リチウムイオン２次電池自体の形状を薄膜状とすることができる。そのため、本来の体積エネルギー密度を容易に向上させることができるとともに、リチウムイオン２次電池の設置されるべき空間の体積を基準とする体積エネルギー密度も容易に向上させることができる。
【００５６】
このフィルムは可とう性を有するフィルムであれば特に限定されないが、ケースの充分な機械的強度と軽量性を確保しつつ、ケース５０外部からケース５０内部への水分や空気の侵入及びケース５０内部からケース５０外部への電解質成分の逸散を効果的に防止する観点から、非水電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層と、最内部の層の上方に配置される金属層とを少なくとも有する「複合包装フィルム」であることが好ましい。
【００５７】
第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２として使用可能な複合包装フィルムとしては、例えば、図６及び図７に示す構成の複合包装フィルムが挙げられる。図６に示す複合包装フィルム５３は、その内面Ｆ５３において非水電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層５０ａと、最内部の層５０ａのもう一方の面（外側の面）上に配置される金属層５０ｃとを有する。また、図７に示す複合包装フィルム５４は、図６に示す複合包装フィルム５３の金属層５０ｃの外側の面に更に合成樹脂製の最外部の層５０ｂが配置された構成を有する。
【００５８】
第１のフィルム５１及び第２のフィルム５２として使用可能な複合包装フィルムは、上述の最内部の層をはじめとする１以上の合成樹脂の層、金属箔などの金属層を備えた２以上の層を有する複合包装材であれば特に限定されないが、上記と同様の効果をより確実に得る観点から、図７に示した複合包装フィルム５４のように、最内部の層５０ａと、最内部の層５０ａから最も遠いケース５０の外表面の側に配置される合成樹脂製の最外部の層５０ｂと、最内部の層５０ａと最外部の層５０ｂとの間に配置される少なくとも１つの金属層５０ｃとを有する３層以上の層から構成されていることがより好ましい。
【００５９】
最内部の層５０ａは可とう性を有する層であり、その構成材料は上記の可とう性を発現させることが可能であり、かつ、使用される非水電解質溶液３０に対する化学的安定性（化学反応、溶解、膨潤が起こらない特性）、並びに、酸素及び水（空気中の水分）に対する化学的安定性を有している合成樹脂であれば特に限定されないが、更に酸素、水（空気中の水分）及び非水電解質溶液３０の成分に対する透過性の低い特性を有している材料が好ましい。例えば、エンジニアリングプラスチック、並びに、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン酸変成物、ポリプロピレン酸変成物、ポリエチレンアイオノマー、ポリプロピレンアイオノマー等の熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００６０】
なお、「エンジニアリングプラスチック」とは、機械部品、電気部品、住宅用材等で使用されるような優れた力学特性と耐熱性、耐久性を有しているプラスチックを意味し、例えば、ポリアセタール、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリオキシテトラメチレンオキシテレフタロイル（ポリブチレンテレフタレート）、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイド等が挙げられる。
【００６１】
また、図７に示した複合包装フィルム５４のように、最内部の層５０ａ以外に、最外部の層５０ｂ等のような合成樹脂製の層を更に設ける場合、この合成樹脂製の層も、上記最内部の層５０ａと同様の構成材料を使用してよい。
【００６２】
金属層５０ｃとしては、酸素、水（空気中の水分）及び非水電解質溶液に対する耐腐食性を有する金属材料から形成されている層であることが好ましい。例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン、クロム等からなる金属箔を使用してもよい。
【００６３】
また、ケース５０における全てのシール部のシール方法は、特に限定されないが、生産性の観点から、ヒートシール法であることが好ましい。
【００６４】
次に、アノード１０及びカソード２０について説明する。図８は図１に示すリチウムイオン２次電池のアノードの基本構成の一例を示す模式断面図である。また、図９は、図１に示すリチウムイオン２次電池のカソードの基本構成の一例を示す模式断面図である。
【００６５】
図８に示すようにアノード１０は、集電体１６と、該集電体１６上に形成されたアノード活物質含有層１８とからなる。また、図９に示すようにカソード２０は、集電体２６と、該集電体２６上に形成されたカソード活物質含有層２８とからなる。
【００６６】
集電体１６及び集電体２６は、アノード活物質含有層１８及びカソード活物質含有層２８への電荷の移動を充分に行うことができる良導体であれば特に限定されず、公知のリチウムイオン２次電池に用いられている集電体を使用することができる。例えば、集電体１６及び集電体２６としては、アルミニウム、銅などの金属箔が挙げられる。
【００６７】
また、アノード１０のアノード活物質含有層１８は、主として、アノード活物質と、導電助剤と、結着剤とから構成されている。
【００６８】
アノード活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入（インターカレーション）、又は、リチウムイオンと該リチウムイオンのカウンターアニオン（例えば、ＣｌＯ_４ ⁻）とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能であれば特に限定されず、公知のアノード活物質を使用できる。このような活物質としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛（難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温度焼成炭素等）等の炭素材料、Ａｌ、Ｓｉ、Ｓｎ等のリチウムと化合することのできる金属、ＳｉＯ_２、ＳｎＯ_２等の酸化物を主体とする非晶質の化合物、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）が挙げられる。
【００６９】
中でも、炭素材料が好ましく、炭素材料の層間距離ｄ_００２が０．３３５〜０．３３８ｎｍであり、かつ、炭素材料の結晶子の大きさＬｃ_００２が３０〜１２０ｎｍであるものがより好ましい。このような条件を満たす炭素材料としては、人造黒鉛、ＭＣＦ（メソカーボンファイバ）等が挙げられる。なお、上記層間距離ｄ_００２及び結晶子の大きさＬｃ_００２は、Ｘ線回折法により求めることができる。
【００７０】
特に、アノード活物質として炭素材料を用いた場合、溶媒にプロピレンカーボネートを用いると、プロピレンカーボネートの分解量が多かったが、非水電解質溶液３０を本発明の構成とすることにより、プロピレンカーボネートの分解を充分に抑制することが可能となった。
【００７１】
導電助剤は特に限定されず、公知の導電助剤を使用できる。例えば、カーボンブラック類、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ＩＴＯのような導電性酸化物が挙げられる。
【００７２】
結着剤は、上記のアノード活物質の粒子と導電助剤の粒子とを結着可能なものであれば特に限定されない。例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、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（ＦＥＰ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）等のフッ素樹脂が挙げられる。また、この結着剤は、上記のアノード活物質の粒子と導電助剤の粒子との結着のみならず、箔（集電体１６）への結着に対しても寄与している。
【００７３】
また、アノード活物質含有層１８には、電子伝導性の多孔体を含有させることが好ましく、電子伝導性の多孔体としては、例えば、原料炭（例えは、石油系重質油の流動接触分解装置のボトム油や減圧蒸留装置の残さ油を原料油とするディレードコーカーより製造された石油コークス等）を賦活処理することにより得られる炭素材料（例えば、活性炭）が挙げられる。
【００７４】
また、カソード２０のカソード活物質含有層２８は、アノード活物質含有層１８と同様に、主として、カソード活物質と、導電助剤と、結着剤とから構成されている。
【００７５】
カソード活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入（インターカレーション）、又は、リチウムイオンと該リチウムイオンのカウンターアニオン（例えば、ＣｌＯ_４ ⁻）とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能であれば特に限定されず、公知の電極活物質を使用できる。例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２）、リチウムマンガンスピネル（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、及び、一般式：ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_ｙＭｎ_ｚＯ_２（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物（ＬｉＶ_２Ｏ_５）、オリビン型ＬｉＭＰＯ_４（ただし、Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ又はＦｅを示す）、チタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）等の複合金属酸化物が挙げられる。
【００７６】
更に、カソード活物質含有層２８に含まれるカソード活物質以外の各構成要素は、アノード活物質含有層１８を構成するものと同様の物質を使用することができる。また、このカソード活物質含有層２８に含まれる結着剤も、上記のカソード活物質の粒子と導電助剤の粒子との結着のみならず、箔（集電体２６）への結着に対しても寄与している。また、カソード活物質含有層２８にも、電子伝導性の多孔体を含有させることが好ましい。
【００７７】
また、カソード２０の集電体２８は、例えばアルミニウムからなるカソード用リード２２の一端に電気的に接続され、カソード用リード２２の他端はケース５０の外部に延びている。一方、アノード１０の集電体１８も、例えば銅又はニッケルからなるアノード用リード１２の一端に電気的に接続され、アノード用リード１２の他端は封入袋１４の外部に延びている。
【００７８】
アノード１０とカソード２０との間に配置されるセパレータ４０は、絶縁性の多孔体から形成されていれば特に限定されず、公知のリチウムイオン２次電池に用いられているセパレータを使用することができる。例えば、絶縁性の多孔体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、或いは、セルロース、ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも１種の構成材料からなる繊維不織布が挙げられる。
【００７９】
非水電解質溶液３０はケース５０の内部空間に充填され、その一部は、アノード１０、カソード２０、及びセパレータ４０の内部に含有されている。非水電解質溶液３０は、リチウム塩を有機溶媒に溶解したものが使用される。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＦ_２ＣＯ）_２等の塩が使用される。なお、これらの塩は１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。また、非水電解質溶液３０は、ゲルポリマーなどのゲル化剤を添加することによりゲル状としてもよい。
【００８０】
また、非水溶媒（有機溶媒）は、ＰＣと、下記一般式（Ｉ）で表現される第１の化合物と、下記一般式（ＩＩ）で表現される第２の化合物とが少なくとも含まれており、好ましくは、ＥＣ、及び、鎖状カーボネート（好ましくはＤＥＣ）が更に添加されている。更に、非水溶媒中のプロピレンカーボネートの含有率は、１０体積％以上、好ましくは１０〜６０体積％に調節されている。また、ＥＣが添加される場合、ＥＣの含有率は１〜２０体積％に好ましく調節される。鎖状カーボネート（好ましくはＤＥＣ）が添加される場合、鎖状カーボネートの含有率は３０〜８５体積％に好ましく調節される。
【００８１】
【化５】

【００８２】
式（１）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子及び炭素数１〜３の炭化水素基のうちの何れかを示す。また、上記一般式（Ｉ）で表される化合物としては、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６が全て水素原子である１，３−プロパンスルトンであることが特に好ましい。
【００８３】
【化６】

【００８４】
式（ＩＩ）中、Ｒ^７及びＲ^８は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子及び炭素数１〜６の炭化水素基のうちの何れかを示す。また、上記一般式（ＩＩ）で表される化合物としては、Ｒ^７及びＲ^８が全て水素原子であるビニレンカーボネートであることが特に好ましい。
【００８５】
そして、第１の化合物の含有率Ｘ［質量％］、及び、第２の化合物の含有率Ｙ［質量％］が下記式（１）及び（２）で表現される条件を同時に満たすように調節されている。
【００８６】
２≦（Ｘ＋Ｙ）≦８・・・（１）
０．０１≦（Ｙ／Ｘ）≦０．３０・・・（２）
【００８７】
更に、図１及び図２に示すように、第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルム５２の縁部５２Ｂからなる封入袋のシール部に接触するアノード用リード１２の部分には、アノード用リード１２と各フィルムを構成する複合包装フィルム中の金属層との接触を防止するための絶縁体１４が被覆されている。更に、第１のフィルム５１の縁部５１Ｂ及び第２のフィルム５２の縁部５２Ｂからなる封入袋のシール部に接触するカソード用リード２２の部分には、カソード用リード２２と各フィルムを構成する複合包装フィルム中の金属層との接触を防止するための絶縁体２４が被覆されている。
【００８８】
これら絶縁体１４及び絶縁体２４の構成は特に限定されないが、例えば、それぞれ合成樹脂から形成されていてもよい。なお、アノード用リード１２及びカソード用リード２２のそれぞれに対する複合包装フィルム中の金属層の接触が充分に防止可能であれば、これら絶縁体１４及び絶縁体２４は配置しない構成としてもよい。
【００８９】
つぎに、上述したケース５０及びリチウムイオン２次電池１の作製方法について説明する。
【００９０】
素体６０（アノード１０、セパレータ４０及びカソード２０がこの順で順次積層された積層体）の製造方法は、特に限定されず、公知のリチウムイオン２次電池の製造に採用されている公知の方法を用いることができる。
【００９１】
アノード１０及びカソード２０を作製する場合、先ず、上述した各構成成分を混合し、結着剤が溶解可能な溶媒に分散させ、電極形成用塗布液（スラリー等）を作製する。溶媒としては、結着剤が溶解可能であり、導電助剤を分散可能であれば特に限定されるものではないが、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドを用いることができる。
【００９２】
次に、上記電極形成用塗布液を集電体表面上に塗布し、乾燥させ、圧延することにより集電体上に活物質含有層を形成し、アノード１０及びカソード２０の作製を完了する。ここで、電極形成用塗布液を集電体の表面に塗布する際の手法は特に限定されるものではなく、集電体の材質や形状等に応じて適宜決定すればよい。例えば、メタルマスク印刷法、静電塗装法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラビアコート法、スクリーン印刷法等が挙げられる。
【００９３】
作製したアノード１０及びカソード２０のそれぞれに対して、アノード用リード１２及びカソード用リード２２をそれぞれ電気的に接続する。そのアノード１０とカソード２０との間にセパレータ４０を接触した状態（非接着状態）で配置し、素体６０を完成する。
【００９４】
次に、ケース５０の作製方法の一例について説明する。まず、第１のフィルム及び第２のフィルムを先に述べた複合包装フィルムから構成する場合には、ドライラミネーション法、ウエットラミネーション法、ホットメルトラミネーション法、エクストルージョンラミネ−ション法等の既知の製法を用いて作製する。
【００９５】
例えば、複合包装フィルムを構成する合成樹脂製の層となるフィルム、アルミニウム等からなる金属箔を用意する。金属箔は、例えば金属材料を圧延加工することにより用意することができる。
【００９６】
次に、好ましくは先に述べた複数の層の構成となるように、合成樹脂製の層となるフィルムの上に接着剤を介して金属箔を貼り合わせる等して複合包装フィルム（多層フィルム）を作製する。そして、複合包装フィルムを所定の大きさに切断し、矩形状のフィルムを１枚用意する。
【００９７】
次に、先に図２を参照して説明したように、１枚のフィルムを折り曲げて、第１のフィルム５１のシール部５１Ｂ（縁部５１Ｂ）と第２のフィルムのシール部５２Ｂ（縁部５２Ｂ）を、例えば、シール機を用いて所定の加熱条件で所望のシール幅だけヒートシールする。このとき、素体６０をケース５０中に導入するための開口部を確保するために、一部のヒートシールを行わない部分を設けておく。これにより開口部を有した状態のケース５０が得られる。
【００９８】
そして、開口部を有した状態のケース５０の内部に、アノード用リード１２及びカソード用リード２２が電気的に接続された素体６０を挿入する。そして、非水電解質溶液３０を注入する。続いて、アノード用リード１２、カソード用リード２２の一部をそれぞれケース５０内に挿入した状態で、シール機を用いて、ケース５０の開口部をシールする。このようにしてケース５０及びリチウムイオン２次電池１の作製が完了する。なお、本発明のリチウムイオン２次電池は、このような形状のものに限定されず、円筒形等の形状でもよい。
【００９９】
【実施例】
以下、実施例及び比較例を挙げて本発明について更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されない。
【０１００】
以下に示す手順により図１に示したリチウムイオン２次電池１と同様の構成を有する実施例１〜実施例１８、比較例１〜比較例１３のリチウムイオン２次電池を作製した。
【０１０１】
（実施例１）
先ず、アノードを作製した。アノードの作製においては、先ず、アノード活物質として人造黒鉛（９０質量部）、導電助剤としてカーボンブラック（２質量部）、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）（８質量部）を混合し、溶剤のＮ−メチル−ピロリドン（ＮＭＰ）中に分散させ、スラリーを得た。得られたスラリーをドクターブレード法により集電体である電解銅箔に塗布し、１１０℃で乾燥させた。乾燥後に圧延を行い、アノードを得た。
【０１０２】
次に、カソードを作製した。カソードの作製においても、先ず、正極活物質としてＬｉＮｉ_{（ｘ＝１／３）}Ｃｏ_{（ｙ＝１／３）}Ｍｎ_{（ｚ＝１／３）}Ｏ_２（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）（９０質量部）、導電助剤としてカーボンブラック（６質量部）、結着剤としてＰＶＤＦ（４質量部）を混合し、ＮＭＰ中に分散させ、スラリーを得た。得られたスラリーを集電体であるアルミニウム箔に塗布して乾燥させ、圧延を行い、カソードを得た。
【０１０３】
次に、非水電解質溶液を調製した。プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）及びジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比２：１：７で混合したものを溶媒とし、溶質としてＬｉＰＦ_６をこの溶媒に添加した。なお、ＬｉＰＦ_６は、その濃度が１．５ｍｏｌ／ｄｍ^−３となるように添加した。更に、最終的に得られる溶液の総質量に対して５質量％となるように１，３−プロパンスルトン（ＰＳ）を添加し、かつ、最終的に得られる溶液の総質量に対して、０．５質量％となるようにビニレンカーボネート（ＶＣ）を添加することにより、非水電解質溶液を得た。
【０１０４】
次に、得られたアノード及びカソードの間にポリエチレンからなるセパレータを挟んで積層し積層体（素体）を得た。得られた積層体をアルミラミネーターパックに入れ、このアルミラミネーターパックに非水電解質溶液を注入した後に真空シールし、リチウムイオン２次電池（縦：１１５ｍｍ、横：８７ｍｍ、厚さ：３ｍｍ）を作製した。なお、アルミラミネーターパックのフィルムには、非水電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層（変性ポリプロピレンからなる層）、アルミニウム箔からなる金属層、ポリアミドからなる層がこの順で順次積層された積層体を使用した。そして、この複合包装フィルムを２枚重ね合せてその縁部をヒートシールして作製した。
【０１０５】
（実施例２〜１７及び比較例１〜１３）
非水電解質溶液の溶媒に用いるＰＣ、ＥＣ及びＤＥＣの体積比、並びにＰＳ及びＶＣの添加量を表１及び表２に示すように変えた以外は、実施例１と同様にして実施例２〜１７及び比較例１〜１３のリチウムイオン２次電池を作製した。
【０１０６】
（実施例１８）
非水電解質溶液の溶媒に用いるＰＣ、ＥＣ、ＤＥＣ及びＥＭＣの体積比、並びにＰＳ及びＶＣの添加量を表１に示すように設定した以外は、実施例１と同様にして実施例１８のリチウムイオン２次電池を作製した。
【０１０７】
【表１】

【０１０８】
【表２】

【０１０９】
実施例１〜実施例１８及び比較例１〜１３の各電池に対して以下の特性評価試験を行い、各電池を評価した。なお、以下の特性評価試験を表３及び表４に示した。
【０１１０】
（初期充放電特性評価試験）
リチウムイオン２次電池作製後、２５℃で初回の充電を行い、その直後に放電を行った。その際の充電容量と放電容量との比率により初期充放電特性を評価した。なお、充電は０．２Ｃ（５００ｍＡ）で４．２Ｖまで定電流定電圧充電を行い、放電は０．２Ｃで２．５Ｖまで定電流放電を行った。得られた結果を表３及び表４に示すが、結果が８０％以上の電池を、初期充放電特性が実用的に充分なものと評価した。
【０１１１】
（高レート放電特性評価試験）
２５℃、２Ｃ（５０００ｍＡ）で定電流放電を行った場合の放電容量（Ａ_２Ｃ）と、０．５Ｃ（１２５０ｍＡ）で定電流放電を行った場合の放電容量（Ａ_０．５Ｃ）との比率により高レート放電特性を評価した。得られた結果を表３及び表４に示すが、結果が５０％を以上の電池を、高レート放電特性が実用的に充分なものと評価した。
【０１１２】
（低温放電特性評価試験）
２５℃、１Ｃ（２５００ｍＡ）で４．２Ｖまで定電流定電圧充電を行った後に、−２０℃で３時間保持しカットオフ２．５Ｖの１Ｃ放電を行い、−２０℃放電容量（Ａ_−２０℃）と２５℃放電容量（Ａ_２５℃）との比率で低温放電特性（Ａ_−２０℃／Ａ_２５℃）を評価した。得られた結果を表３及び表４に示すが、低温特性（Ａ_−２０℃／Ａ_２５℃）が１５％を以上の電池を、低温特性が実用的に充分なものと評価した。
【０１１３】
（充放電サイクル特性評価試験）
リチウムイオン２次電池作製後、２５℃で３００回の充放電を繰り返した後の放電容量Ａ２を測定した。初回の充放電を行った後の放電容量Ａ１とＡ２との比率｛１００×（Ａ２／Ａ１）｝［％］により充放電サイクル特性を評価した。なお、充電は１Ｃ（２５００ｍＡ）で４．２Ｖまで定電流定電圧充電を行い、放電は１Ｃで２．５Ｖまで定電流放電を行った。得られた結果を表３及び表４に示すが、結果が８０％以上の電池を、充放電サイクル特性が実用的に充分なものと評価した。
【０１１４】
（信頼性）
また、リチウムイオン２次電池を２５℃、１Ｃ（２５００ｍＡ）で４．２Ｖまで定電流定電圧充電を行なった後、９０℃で４時間放置し、放置前と放置後の厚みを比較した（９０℃保存時の膨れ）。得られた結果を表３に示す。なお、表３及び表４に「信頼性」と表記したデータは、各電池の放置前の厚み（Ｆ_１）に対する、放置後の厚み（Ｆ_２）の増加分（Ｆ_２−Ｆ_１）を相対値｛１００×（Ｆ_２−Ｆ_１）／Ｆ_１｝（％）として示したものである。また、結果が５％未満の電池を、信頼性が実用的に充分なものと評価した。
【０１１５】
【表３】

【０１１６】
【表４】

【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、優れた、初期発電効率、高レート放電特性、及び、充放電サイクル特性を夫々得ることができ、然も、４０〜１００℃の範囲において保存又は発電した場合であっても、優れた信頼性を得ることのできるリチウムイオン２次電池を容易かつ確実に構成可能な非水電解質溶液を提供することができる。
また、本発明によれば、上記の本発明の非水電解質溶液を有する高性能のリチウムイオン２次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリチウムイオン２次電池の好適な一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１に示すリチウムイオン２次電池の内部をアノード１０の表面の法線方向からみた場合の展開図である。
【図３】図１に示すリチウムイオン２次電池を図１のＸ１−Ｘ１線に沿って切断した場合の模式断面図である。
【図４】図１に示すリチウムイオン２次電池を図１のＸ２−Ｘ２線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。
【図５】図１に示すリチウムイオン２次電池を図１のＹ−Ｙ線に沿って切断した場合の要部を示す模式断面図である。
【図６】図１に示すリチウムイオン２次電池のケースの構成材料となるフィルムの基本構成の一例を示す模式断面図である。
【図７】図１に示すリチウムイオン２次電池のケースの構成材料となるフィルムの基本構成の別の一例を示す模式断面図である。
【図８】図１に示すリチウムイオン２次電池のアノードの基本構成の一例を示す模式断面図である。
【図９】図１に示すリチウムイオン２次電池のカソードの基本構成の一例を示す模式断面図である。
【符号の説明】
１…リチウムイオン２次電池、１０…アノード、１２…アノード用リード、１４…絶縁体、２０…カソード、２２…カソード用リード、２４…絶縁体、３０…非水電解質溶液、４０…セパレータ、５０…ケース、６０…素体。

Claims

非水溶媒と、前記非水溶媒に溶解可能なリチウム塩と、を含む非水電解質溶液であって、
前記非水溶媒には、プロピレンカーボネートと、下記一般式（Ｉ）で表現される第１の化合物と、下記一般式（ＩＩ）で表現される第２の化合物とが含まれており、
前記非水溶媒中の前記プロピレンカーボネートの含有率が１０体積％以上であり、かつ、
前記第１の化合物の含有率Ｘ［質量％］、及び、前記第２の化合物の含有率Ｙ［質量％］が下記式（１）及び（２）で表現される条件を同時に満たしていること、
を特徴とする非水電解質溶液。
２≦（Ｘ＋Ｙ）≦８・・・（１）
０．０１≦（Ｙ／Ｘ）≦０．３０・・・（２）

［式（Ｉ）中、Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子及び炭素数１〜３の炭化水素基のうちの何れかを示す。］

［式（ＩＩ）中、Ｒ^７及びＲ^８は、それぞれ同一でも異なっていてもよく、水素原子及び炭素数１〜６の炭化水素基のうちの何れかを示す。］
前記非水溶媒中の前記プロピレンカーボネートの含有率が１０〜６０体積％であること、を特徴とする請求項１に記載の非水電解質溶液。
前記非水溶媒には、エチレンカーボネートが更に含有されており、該エチレンカーボネートの含有率が１〜２０体積％であること、を特徴とする請求項１又は２に記載の非水電解質溶液。
前記非水溶媒には、鎖状カーボネートが更に含有されており、該鎖状カーボネートの含有率が３０〜８５体積％であること、を特徴とする請求項１〜３のうちの何れか１項に記載の非水電解質溶液。
前記鎖状カーボネートがジエチルカーボネート及び／又はエチルメチルカーボネートであること、を特徴とする請求項４に記載の非水電解質溶液。
前記第１の化合物におけるＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５及びＲ^６が水素原子であること、を特徴とする請求項１〜５のうちの何れか１項に記載の非水電解質溶液。
前記第２の化合物におけるＲ^７及びＲ^８が水素原子であること、を特徴とする請求項１〜６のうちの何れか１項に記載の非水電解質溶液。
アノードと、
カソードと、
前記アノード及び前記カソードの間に配置された絶縁性のセパレータと、
リチウム塩を含有する非水電解溶液と、
前記アノード、前記カソード、前記セパレータ、及び、前記非水電解質溶液を密閉した状態で収容するケースと、
を少なくとも有するリチウムイオン２次電池であって、
前記非水電解質溶液が、請求項１〜請求項７のうちの何れか１項に記載の非水電解質溶液であること、
を特徴とするリチウムイオン２次電池。
前記ケースが、可とう性を有するフィルムから形成されていることを特徴とする請求項８に記載のリチウムイオン２次電池。
前記フィルムが、前記非水電解質溶液に接触する合成樹脂製の最内部の層と、前記最内部の層の上方に配置される金属層とを少なくとも有する複合包装フィルムであること、を特徴とする請求項８又は９に記載のリチウムイオン２次電池。
前記アノード及び前記カソードは、それぞれ板状の形状を呈しており、かつ、それぞれ電子伝導性の多孔体を構成材料として含んでおり、
前記セパレータは、板状の形状を呈しており、かつ、絶縁性の多孔体からなり、
前記非水電解質溶液は、少なくともその一部が前記アノード、前記カソード、及び、前記セパレータの内部に含有されていること、を特徴とする請求項８〜１０のうちの何れか１項に記載のリチウムイオン２次電池。