JP2006302757A - Battery - Google Patents

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Hiroyuki Akashi
寛之 明石
Tomitaro Hara
富太郎 原
Kenichi Ogawa
健一 小川
Yoshiaki Obana
良哲 尾花
Yosuke Hosoya
洋介 細谷
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery capable of enhancing cycle characteristics even if charge voltage is set higher than 4.2 V. <P>SOLUTION: The battery is equipped with a wound electrode body 20 formed by winding a positive electrode 1, and a negative electrode 22 through a separator 23. Open circuit voltage in full charge is 4.25-6.00 V. The separator is impregnated with an electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a solvent. The solvent contains a compound having a sulfite structure such as ethylene sulfite. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、特定構造を有する化合物を含有する電解質を用いた電池に関する。   The present invention relates to a battery using an electrolyte containing a compound having a specific structure.

近年の携帯電子技術のめざましい発達により、携帯電話やノートブックコンピューターなどの電子機器は高度情報化社会を支える基盤技術と認知され始めた。また、これらの電子機器の高機能化に関する研究開発が精力的に進められており、これらの電子機器の消費電力も比例して増加の一途を辿っている。その反面、これらの電子機器は長時間の駆動が求められており、駆動電源である二次電池の高エネルギー密度化が必然的に望まれてきた。   With the remarkable development of portable electronic technology in recent years, electronic devices such as mobile phones and notebook computers have begun to be recognized as fundamental technologies that support an advanced information society. In addition, research and development related to the enhancement of the functions of these electronic devices have been energetically advanced, and the power consumption of these electronic devices has been increasing proportionally. On the other hand, these electronic devices are required to be driven for a long time, and a high energy density of a secondary battery as a driving power source has been inevitably desired.

電子機器に内蔵される電池の占有体積や質量などの観点より、電池のエネルギー密度は高いほど望ましい。現在では、リチウムイオン二次電池が優れたエネルギー密度を有することから、殆どの機器に内蔵されるに至っている。   From the viewpoint of the occupied volume and mass of the battery built in the electronic device, the higher the energy density of the battery, the better. At present, since lithium ion secondary batteries have an excellent energy density, they have been built into most devices.

通常、リチウムイオン二次電池では、正極にはコバルト酸リチウム、負極には炭素材料が使用されており、作動電圧が4.2Vから2.5Vの範囲で用いられている。単電池において、端子電圧を4.2Vまで上げられるのは、非水電解質材料やセパレーターなどの優れた電気化学的安定性によるところが大きい。   Usually, in lithium ion secondary batteries, lithium cobaltate is used for the positive electrode and a carbon material is used for the negative electrode, and the operating voltage is used in the range of 4.2V to 2.5V. In the unit cell, the terminal voltage can be increased to 4.2 V largely due to excellent electrochemical stability such as a non-aqueous electrolyte material or a separator.

ところで、従来の最大4.2Vで作動するリチウムイオン二次電池では、正極に用いられるコバルト酸リチウムなどの正極活物質は、その理論容量に対して6割程度の容量を活用しているに過ぎない。このため、更に充電圧を上げることにより、残存容量を活用することが原理的に可能である。実際に、充電時の電圧を4.25V以上にすることにより、高エネルギー密度化が発現することが知られている(特許文献1参照)。
国際公開第WO03/019713号パンフレット
By the way, in the conventional lithium ion secondary battery that operates at a maximum of 4.2 V, the positive electrode active material such as lithium cobaltate used for the positive electrode only uses about 60% of its theoretical capacity. Absent. For this reason, it is possible in principle to utilize the remaining capacity by further increasing the charging pressure. In fact, it is known that high energy density is manifested by setting the voltage during charging to 4.25 V or more (see Patent Document 1).
International Publication No. WO03 / 019713 Pamphlet

しかしながら、充電電圧を4.2Vを超えて設定した電池では、特に正極表面近傍における酸化雰囲気が強まる結果、正極と物理的に接触する非水電解質やセパレーターが酸化分解されることで電池内部抵抗の増大化が誘発され、サイクル特性などが低下するという問題があった。   However, in a battery in which the charging voltage is set to exceed 4.2 V, the oxidizing atmosphere is particularly strong in the vicinity of the surface of the positive electrode. As a result, the non-aqueous electrolyte and the separator in physical contact with the positive electrode are oxidized and decomposed. There is a problem that the increase is induced, and the cycle characteristics are deteriorated.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、充電電圧を4.2Vより高くしても、サイクル特性を向上させることができる電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a battery capable of improving cycle characteristics even when the charging voltage is higher than 4.2V.

本発明による電池は、正極および負極と共に、溶媒を含む電解質を備えたものであって、一対の正極および負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が4.25V以上6.00V以下の範囲内であり、溶媒は、化1に示したサルファイト構造を有する化合物を含むものである。   The battery according to the present invention includes a positive electrode and a negative electrode together with an electrolyte containing a solvent, and the open circuit voltage in a fully charged state per pair of the positive electrode and the negative electrode is in the range of 4.25 V to 6.00 V. Yes, the solvent contains the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 1.

Figure 2006302757
Figure 2006302757

本発明の電池によれば、一対の正極および負極当たりの完全充電時における開回路電圧を4.25V以上6.00V以下の範囲内としたので、高いエネルギー密度を得ることができる。また、溶媒に化1に示したサルファイト構造を有する化合物を含むようにしたので、正極表面に被膜を形成することができ、正極表面の電気化学的安定性を向上させることができる。よって、エネルギー密度を高くすることができると共に、サイクル特性を向上させることができる。   According to the battery of the present invention, since the open circuit voltage at the time of full charge per pair of positive electrode and negative electrode is in the range of 4.25V to 6.00V, a high energy density can be obtained. Further, since the solvent contains the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 1, a film can be formed on the surface of the positive electrode, and the electrochemical stability of the surface of the positive electrode can be improved. Therefore, the energy density can be increased and the cycle characteristics can be improved.

特に、化1に示したサルファイト構造を有する化合物の含有量を、溶媒に対して0.01質量%以上20質量%以下の範囲内とするようにすれば、サイクル特性をより向上させることができる。   In particular, if the content of the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 1 is within the range of 0.01% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the solvent, the cycle characteristics can be further improved. it can.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施の形態)
図1は第1の実施の形態に係る二次電池の断面構造を表すものである。この二次電池は、電極反応物質として(Li)を用い、負極の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表される、いわゆるリチウムイオン二次電池である。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、一対の帯状の正極21と帯状の負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。電池缶11は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12,13がそれぞれ配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of the secondary battery according to the first embodiment. This secondary battery is a so-called lithium ion secondary battery in which (Li) is used as an electrode reactant and the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium. This secondary battery is called a so-called cylindrical type, and is a winding in which a pair of strip-like positive electrode 21 and strip-like negative electrode 22 are wound through a separator 23 inside a substantially hollow cylindrical battery can 11. A rotating electrode body 20 is provided. The battery can 11 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12 and 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶11の内部は密閉されている。電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板15Aが反転して電池蓋14と巻回電極体20との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子16は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット17は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14 and a heat sensitive resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 16 are interposed via a gasket 17. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 11 is sealed. The battery lid 14 is made of, for example, the same material as the battery can 11. The safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14 via the heat sensitive resistance element 16, and the disk plate 15A is reversed when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating. Thus, the electrical connection between the battery lid 14 and the wound electrode body 20 is cut off. When the temperature rises, the heat sensitive resistance element 16 limits the current by increasing the resistance value and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 17 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体20は、例えば、センターピン24を中心に巻回されている。巻回電極体20の正極21にはアルミニウム(Al)などよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケルなどよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。   The wound electrode body 20 is wound around a center pin 24, for example. A positive electrode lead 25 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 21 of the spirally wound electrode body 20, and a negative electrode lead 26 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 22. The positive electrode lead 25 is electrically connected to the battery lid 14 by being welded to the safety valve mechanism 15, and the negative electrode lead 26 is welded to and electrically connected to the battery can 11.

図2は図1に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体21Aの片面のみに正極活物質層21Bを設けるようにしてもよい。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質として、電極反応物質であるリチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料の1種または2種以上を含んでおり、必要に応じて黒鉛などの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んで構成されている。   FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. The positive electrode 21 has, for example, a structure in which a positive electrode active material layer 21B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 21A having a pair of opposed surfaces. Although not shown, the positive electrode active material layer 21B may be provided only on one surface of the positive electrode current collector 21A. The positive electrode current collector 21A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil. The positive electrode active material layer 21B includes, for example, one or more positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium, which is an electrode reactant, as a positive electrode active material. A conductive agent and a binder such as polyvinylidene fluoride are included.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物,リチウムリン酸化物,リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの2種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素(O)とを含むリチウム含有化合物が好ましく、中でも、遷移金属元素として、コバルト(Co),ニッケル,マンガン(Mn)および鉄からなる群のうちの少なくとも1種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、化2,化3あるいは化4に示した層状岩塩型のリチウム複合酸化物、化5に示したスピネル型のリチウム複合酸化物、または化6に示したオリビン型のリチウム複合リン酸塩などが挙げられ、具体的には、LiNi0.50Co0.20Mn0.302 、Lia CoO2 (a≒1)、Lib NiO2 (b≒1)、Lic1Nic2Co1-c22 (c1≒1,0<c2<1)、Lid Mn2 4 (d≒1)あるいはLie FePO4 (e≒1)などがある。 As the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium, for example, lithium-containing compounds such as lithium oxide, lithium phosphorus oxide, lithium sulfide, or an intercalation compound containing lithium are suitable. May be used in combination. In order to increase the energy density, a lithium-containing compound containing lithium, a transition metal element, and oxygen (O) is preferable. Among them, the transition metal element includes cobalt (Co), nickel, manganese (Mn), and iron. It is more preferable if it contains at least one of them. As such a lithium-containing compound, for example, the layered rock salt type lithium composite oxide shown in Chemical Formula 2, Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4, the spinel type lithium composite oxide shown in Chemical Formula 5, or the chemical formula 6 is shown. Examples include olivine-type lithium composite phosphates, and specifically LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 , Li a CoO 2 (a≈1), Li b NiO 2 (b≈1), Li c1 Ni c 2 Co 1 -c 2 O 2 (c 1 ≈ 1, 0 <c 2 <1), Li d Mn 2 O 4 (d ≈ 1), Li e FePO 4 (e ≈ 1), or the like.

Figure 2006302757
(式中、M1は、コバルト,マグネシウム(Mg),アルミニウム,ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄,銅(Cu),亜鉛(Zn),ジルコニウム(Zr),モリブデン(Mo),スズ(Sn),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。f,g,h,jおよびkは、0.8≦f≦1.2、0<g<0. 5、0≦h≦0. 5、g+h<1、−0. 1≦j≦0. 2、0≦k≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、fの値は完全放電状態における値を表している。)
Figure 2006302757
(In the formula, M1 is cobalt, magnesium (Mg), aluminum, boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron, copper (Cu), zinc (Zn), zirconium ( Zr), Molybdenum (Mo), Tin (Sn), Calcium (Ca), Strontium (Sr) and Tungsten (W) are represented by at least one of f, g, h, j and k, 0.8 ≦ f ≦ 1.2, 0 <g <0.5, 0 ≦ h ≦ 0.5, g + h <1, −0.1 ≦ j ≦ 0.2, 0 ≦ k ≦ 0.1 (Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of f represents a value in a fully discharged state.)

Figure 2006302757
(式中、M2は、コバルト,マンガン,マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,カルシウム,ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも1種を表す。m,n,pおよびqは、0.8≦m≦1.2、0. 005≦n≦0. 5、−0. 1≦p≦0. 2、0≦q≦0. 1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、mの値は完全放電状態における値を表している。)
Figure 2006302757
(In the formula, M2 represents at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten. m, n, p and q are within the range of 0.8 ≦ m ≦ 1.2, 0.005 ≦ n ≦ 0.5, −0.1 ≦ p ≦ 0.2, 0 ≦ q ≦ 0.1. (Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of m represents a value in a fully discharged state.)

Figure 2006302757
(式中、M3は、ニッケル,マンガン,マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,カルシウム,ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも1種を表す。r,s,tおよびuは、0.8≦r≦1.2、0≦s<0.5、−0.1≦t≦0.2、0≦u≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、rの値は完全放電状態における値を表している。)
Figure 2006302757
(In the formula, M3 represents at least one selected from the group consisting of nickel, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten. r, s, t, and u are values within the range of 0.8 ≦ r ≦ 1.2, 0 ≦ s <0.5, −0.1 ≦ t ≦ 0.2, and 0 ≦ u ≦ 0.1. Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of r represents the value in a fully discharged state.)

Figure 2006302757
(式中、M4は、コバルト,ニッケル,マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,クロム,鉄,銅,亜鉛,モリブデン,スズ,カルシウム,ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも1種を表す。v,w,xおよびyは、0.9≦v≦1.1、0≦w≦0.6、3.7≦x≦4.1、0≦y≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、vの値は完全放電状態における値を表している)
Figure 2006302757
(In the formula, M4 represents at least one selected from the group consisting of cobalt, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten. v, w, x and y are values in the range of 0.9 ≦ v ≦ 1.1, 0 ≦ w ≦ 0.6, 3.7 ≦ x ≦ 4.1, 0 ≦ y ≦ 0.1. (Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of v represents the value in a fully discharged state.)

Figure 2006302757
(式中、M5は、コバルト,マンガン,鉄,ニッケル,マグネシウム,アルミニウム,ホウ素,チタン,バナジウム,ニオブ,銅,亜鉛,モリブデン,カルシウム,ストロンチウム,タングステンおよびジルコニウムからなる群のうちの少なくとも1種を表す。zは、0.9≦z≦1.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、zの値は完全放電状態における値を表している)
Figure 2006302757
(In the formula, M5 represents at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, iron, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, niobium, copper, zinc, molybdenum, calcium, strontium, tungsten and zirconium. Z is a value in the range of 0.9 ≦ z ≦ 1.1 (the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of z represents a value in a fully discharged state)

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、MnO2 ,V2 5 ,V6 13,NiS,MoSなどのリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。 In addition to these, examples of the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium include inorganic compounds not containing lithium, such as MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , NiS, and MoS.

負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bを設けるようにしてもよい。負極集電体22Aは、例えば、良好な電気化学的安定性、電気伝導性および機械的強度を有する銅箔,ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。特に、銅箔は高い電気伝導性を有するので最も好ましい。   The negative electrode 22 has, for example, a structure in which a negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces. Although not shown, the negative electrode active material layer 22B may be provided only on one surface of the negative electrode current collector 22A. The negative electrode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil having good electrochemical stability, electrical conductivity, and mechanical strength. In particular, copper foil is most preferable because it has high electrical conductivity.

負極活物質層22Bは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層21Bと同様の結着剤を含んで構成されている。   The negative electrode active material layer 22B includes one or more negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as the negative electrode active material, and the positive electrode active material layer 21B as necessary. It is comprised including the binder similar to.

なお、この二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極21の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極22にリチウム金属が析出しないようになっている。   In this secondary battery, the electrochemical equivalent of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 21, and lithium metal is deposited on the negative electrode 22 during charging. It is supposed not to.

また、この二次電池は、完全充電時における開回路電圧(すなわち電池電圧)が4.25V以上6.00V以下の範囲内になるように設計されている。よって、完全充電時における開回路電圧が4.20Vの電池よりも、同じ正極活物質であっても、単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより高いエネルギー密度が得られるようになっている。   In addition, this secondary battery is designed so that the open circuit voltage (that is, the battery voltage) at the time of full charge is in the range of 4.25V to 6.00V. Therefore, even when the positive electrode active material is the same as that of the battery having an open circuit voltage of 4.20 V at the time of full charge, the amount of lithium released per unit mass is increased. And the amount has been adjusted. As a result, a high energy density can be obtained.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素,易黒鉛化性炭素,黒鉛,熱分解炭素類,コークス類,ガラス状炭素類,有機高分子化合物焼成体,炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス,ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。   Examples of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, and fired organic polymer compounds , Carbon materials such as carbon fiber or activated carbon. Among these, examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. An organic polymer compound fired body is a carbonized material obtained by firing a polymer material such as a phenol resin or a furan resin at an appropriate temperature, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as: These carbon materials are preferable because the change in crystal structure that occurs during charge and discharge is very small, a high charge and discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density. Further, non-graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained. Furthermore, those having a low charge / discharge potential, specifically, those having a charge / discharge potential close to that of lithium metal are preferable because a high energy density of the battery can be easily realized.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、また、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本発明において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体,共晶(共融混合物),金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include materials capable of inserting and extracting lithium and including at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element. . This is because a high energy density can be obtained by using such a material. In particular, the use with a carbon material is more preferable because a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. The negative electrode material may be a single element, alloy or compound of a metal element or metalloid element, or may have at least a part of one or more of these phases. In the present invention, alloys include those containing one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. There are structures in which a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them coexist.

この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、マグネシウム,ホウ素,アルミニウム,ガリウム(Ga),インジウム(In),ケイ素(Si),ゲルマニウム(Ge),スズ,鉛(Pb),ビスマス(Bi),カドミウム(Cd),銀(Ag),亜鉛,ハフニウム(Hf),ジルコニウム,イットリウム(Y),パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。   Examples of the metal element or metalloid element constituting the negative electrode material include magnesium, boron, aluminum, gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin, lead (Pb), Bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc, hafnium (Hf), zirconium, yttrium (Y), palladium (Pd), or platinum (Pt) can be used. These may be crystalline or amorphous.

中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。   Among these, as the negative electrode material, a material containing a 4B group metal element or a semimetal element in the short-period type periodic table as a constituent element is preferable, and at least one of silicon and tin is particularly preferable as a constituent element. This is because silicon and tin have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained.

スズの合金としては、例えば、スズ以外の第2の構成元素として、ケイ素,ニッケル,銅,鉄,コバルト,マンガン,亜鉛,インジウム,銀,チタン,ゲルマニウム,ビスマス,アンチモン(Sb)およびクロムからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第2の構成元素として、スズ,ニッケル,銅,鉄,コバルト,マンガン,亜鉛,インジウム,銀,チタン,ゲルマニウム,ビスマス,アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。   Examples of the tin alloy include silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony (Sb), and chromium as the second constituent element other than tin. The thing containing at least 1 sort (s) of a group is mentioned. As an alloy of silicon, for example, as a second constituent element other than silicon, among the group consisting of tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony and chromium The thing containing at least 1 sort (s) of these is mentioned.

スズの化合物あるいはケイ素の化合物としては、例えば、酸素あるいは炭素(C)を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。   Examples of the tin compound or silicon compound include those containing oxygen or carbon (C), and may contain the second constituent element described above in addition to tin or silicon.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、更に、他の金属化合物あるいは高分子材料が挙げられる。他の金属化合物としては、MnO2 ,V2 5 ,V6 13)などの酸化物、NiS,MoSなどの硫化物、あるいはLiN3 などのリチウム窒化物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。 Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium further include other metal compounds or polymer materials. Examples of other metal compounds include oxides such as MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 ), sulfides such as NiS and MoS, and lithium nitrides such as LiN 3. Examples include polyacetylene and polypyrrole.

セパレータ23は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン,ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜はショート防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特に、ポリエチレンは、100℃以上160℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ23を構成する材料として好ましい。また、ポリプロピレンも好ましく、他にも化学的安定性を備えた樹脂であればポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合させたり、またはブレンド化することで用いることができる。   The separator 23 is made of, for example, a porous film made of synthetic resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene, or a porous film made of ceramic, and has a structure in which two or more kinds of porous films are laminated. May be. Among these, a porous film made of polyolefin is preferable because it is excellent in short-circuit preventing effect and can improve the safety of the battery due to the shutdown effect. In particular, polyethylene is preferable as a material constituting the separator 23 because a shutdown effect can be obtained within a range of 100 ° C. or higher and 160 ° C. or lower and the electrochemical stability is excellent. Polypropylene is also preferable, and any other resin having chemical stability can be used by copolymerizing or blending with polyethylene or polypropylene.

このポリオレフィン製の多孔質膜は、例えば、溶融状態のポリオレフィン組成物に溶融状態で液状の低揮発性溶媒を混練し、均一なポリオレフィン組成物の高濃度溶液としたのち、これをダイスにより成型し、冷却してゲル状シートとし、延伸することにより得られる。   This polyolefin porous film is formed, for example, by kneading a molten low-volatile solvent in a molten polyolefin composition into a high-concentration solution of a uniform polyolefin composition, and then molding this with a die. It is obtained by cooling to a gel-like sheet and stretching.

低揮発性溶媒としては、例えば、ノナン,デカン,デカリン,p−キシレン,ウンデカンあるいは流動パラフィンなどの低揮発性脂肪族または環式の炭化水素を用いることができる。ポリオレフィン組成物と低揮発性溶媒との配合割合は、両者の合計を100質量%として、ポリオレフィン組成物が10質量%以上80質量%以下、更には15質量%以上70質量%以下であることが好ましい。ポリオレフィン組成物が少なすぎると、成型時にダイス出口で膨潤あるいはネックインが大きくなり、シート成形が困難となるからである。一方、ポリオレフィン組成物が多すぎると、均一な溶液を調製することが難しいからである。   As the low volatility solvent, for example, low volatility aliphatic or cyclic hydrocarbon such as nonane, decane, decalin, p-xylene, undecane or liquid paraffin can be used. The blending ratio of the polyolefin composition and the low-volatile solvent may be 10% by mass or more and 80% by mass or less, and further 15% by mass or more and 70% by mass or less, with the total of both being 100% by mass. preferable. This is because if the polyolefin composition is too small, swelling or neck-in becomes large at the die outlet during molding, and sheet molding becomes difficult. On the other hand, when there are too many polyolefin compositions, it is difficult to prepare a uniform solution.

ポリオレフィン組成物の高濃度溶液をダイスにより成型する際には、シートダイスの場合、ギャップは例えば0.1mm以上5mm以下とすることが好ましい。また、押し出し温度は140℃以上250℃以下、押し出し速度は2cm/分以上30cm/分以下とすることが好ましい。   When molding a high-concentration solution of a polyolefin composition with a die, in the case of a sheet die, the gap is preferably, for example, 0.1 mm or more and 5 mm or less. The extrusion temperature is preferably 140 ° C. or more and 250 ° C. or less, and the extrusion rate is preferably 2 cm / min or more and 30 cm / min or less.

冷却は、少なくともゲル化温度以下まで行う。冷却方法としては、冷風,冷却水,その他の冷却媒体に直接接触させる方法、または冷媒で冷却したロールに接触させる方法などを用いることができる。なお、ダイスから押し出したポリオレフィン組成物の高濃度溶液は、冷却前あるいは冷却中に1以上10以下、好ましくは1以上5以下の引取比で引き取ってもよい。引取比が大きすぎると、ネックインが大きくなり、また延伸する際に破断も起こしやすくなり、好ましくないからである。   Cooling is performed to at least the gelation temperature or lower. As a cooling method, a method of directly contacting cold air, cooling water, or another cooling medium, a method of contacting a roll cooled by a refrigerant, or the like can be used. Note that the high-concentration solution of the polyolefin composition extruded from the die may be taken up at a take-up ratio of 1 to 10 and preferably 1 to 5 before cooling or during cooling. If the take-up ratio is too large, the neck-in becomes large, and breakage tends to occur during stretching, which is not preferable.

ゲル状シートの延伸は、例えば、このゲル状シートを加熱し、テンター法、ロール法、圧延法あるいはこれらを組み合わせた方法により、二軸延伸で行うことが好ましい。その際、縦横同時延伸でも、逐次延伸のいずれでもよいが、特に、同時二次延伸が好ましい。延伸温度は、ポリオレフィン組成物の融点に10℃を加えた温度以下、更には結晶分散温度以上融点未満とすることが好ましい。延伸温度が高すぎると、樹脂の溶融により延伸による効果的な分子鎖配向ができず好ましくないからであり、延伸温度が低すぎると、樹脂の軟化が不十分となり、延伸の際に破膜しやすく、高倍率の延伸ができないからである。   The gel-like sheet is preferably stretched by biaxial stretching, for example, by heating the gel-like sheet and using a tenter method, a roll method, a rolling method, or a method combining these. At that time, either longitudinal or transverse simultaneous stretching or sequential stretching may be used, but simultaneous secondary stretching is particularly preferable. The stretching temperature is preferably not more than the temperature obtained by adding 10 ° C. to the melting point of the polyolefin composition, and more preferably not less than the crystal dispersion temperature and less than the melting point. If the stretching temperature is too high, effective molecular chain orientation due to stretching cannot be achieved due to melting of the resin, which is not preferable. If the stretching temperature is too low, the resin becomes insufficiently softened and breaks during stretching. This is because it is easy to stretch at a high magnification.

なお、ゲル状シートを延伸したのち、延伸した膜を揮発溶剤で洗浄し、残留する低揮発性溶媒を除去することが好ましい。洗浄したのちは、延伸した膜を加熱あるいは送風により乾燥させ、洗浄溶媒を揮発させる。洗浄溶剤としては、例えば、ペンタン,ヘキサン,ヘブタンなどの炭化水素、塩化メチレン,四塩化炭素などの塩素系炭化水素、三フッ化エタンなどのフッ化炭素、またはジエチルエーテル,ジオキサンなどのエーテル類のように易揮発性のものを用いる。洗浄溶剤は用いた低揮発性溶媒に応じて選択され、単独あるいは混合して用いられる。洗浄は、揮発性溶剤に浸漬して抽出する方法、揮発性溶剤を振り掛ける方法、あるいはこれらを組み合わせた方法により行うことができる。この洗浄は、延伸した膜中の残留低揮発性溶媒がポリオレフィン組成物100質量部に対して1質量部未満となるまで行う。   In addition, after extending | stretching a gel-like sheet | seat, it is preferable to wash | clean the extended film | membrane with a volatile solvent, and to remove the remaining low-volatile solvent. After washing, the stretched film is dried by heating or blowing to volatilize the washing solvent. Examples of the cleaning solvent include hydrocarbons such as pentane, hexane and hebutane, chlorinated hydrocarbons such as methylene chloride and carbon tetrachloride, fluorocarbons such as ethane trifluoride, and ethers such as diethyl ether and dioxane. Easily volatile materials are used. The cleaning solvent is selected according to the low-volatile solvent used, and is used alone or in combination. Washing can be performed by a method of extracting by immersing in a volatile solvent, a method of sprinkling a volatile solvent, or a method combining these. This washing is performed until the residual low-volatile solvent in the stretched film is less than 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the polyolefin composition.

セパレータ23には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。   The separator 23 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte. This electrolytic solution contains a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent.

溶媒としては、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。   As the solvent, cyclic carbonates such as ethylene carbonate or propylene carbonate can be used, and it is preferable to use one of ethylene carbonate and propylene carbonate, particularly a mixture of both. This is because the cycle characteristics can be improved.

溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル,炭酸ジメチル,炭酸エチルメチルあるいは炭酸メチルプロピルなどの鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。   As the solvent, in addition to these cyclic carbonates, it is preferable to use a mixture of chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate or methylpropyl carbonate. This is because high ionic conductivity can be obtained.

溶媒としては、更にまた、2,4−ジフルオロアニソールあるいは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。2,4−ジフルオロアニソールは放電容量を向上させることができ、また、炭酸ビニレンはサイクル特性を向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性を向上させることができるので好ましい。   It is preferable that the solvent further contains 2,4-difluoroanisole or vinylene carbonate. This is because 2,4-difluoroanisole can improve discharge capacity, and vinylene carbonate can improve cycle characteristics. Therefore, it is preferable to use a mixture of these because the discharge capacity and cycle characteristics can be improved.

これらの他にも、溶媒としては、炭酸ブチレン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、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、4−メチル−1,3−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピロニトリル、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドあるいはリン酸トリメチルなどが挙げられる。   In addition to these, examples of the solvent include butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3- Dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropironitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N-dimethyl Examples include imidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethyl sulfoxide, and trimethyl phosphate.

なお、これらの非水溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。   A compound obtained by substituting at least a part of hydrogen in these non-aqueous solvents with fluorine may be preferable because the reversibility of the electrode reaction may be improved depending on the type of electrode to be combined.

加えて、溶媒としては、化7に示したサルファイト構造を有する化合物(亜硫酸エステル系化合物)を含むことが好ましい。サルファイト構造を有する化合物を含むことにより、正極21の表面に被膜を形成することができ、正極21表面の電気化学的安定性を向上させることができるからである。   In addition, the solvent preferably contains a compound having a sulfite structure shown in Chemical Formula 7 (sulfite ester compound). This is because by including a compound having a sulfite structure, a film can be formed on the surface of the positive electrode 21 and the electrochemical stability of the surface of the positive electrode 21 can be improved.

Figure 2006302757
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化7に示したサルファイト構造を有する化合物としては、例えば、化8に示した環状のサルファイトあるいは化9に示した鎖状のサルファイトが挙げられる。   Examples of the compound having the sulfite structure shown in Chemical formula 7 include the cyclic sulfite shown in Chemical formula 8 or the chain sulfite shown in Chemical formula 9.

Figure 2006302757
(式中、R1は炭化水素基、または任意の1以上の原子よりなる分子構造を表す。)
Figure 2006302757
(In the formula, R1 represents a hydrocarbon group or a molecular structure composed of any one or more atoms.)

Figure 2006302757
(式中、R2,R3は、炭化水素基、または任意の1以上の原子よりなる分子構造を表す。R2,R3は同一であっても、異なっていてもよい。)
Figure 2006302757
(In the formula, R2 and R3 represent a hydrocarbon group or a molecular structure composed of any one or more atoms. R2 and R3 may be the same or different.)

環状のサルファイトとしては、例えば、化10に示したエチレンサルファイト、または、化11に示したエリスリタンサルファイト(II)などに代表される化12に示した環状の化合物が挙げられる。   Examples of the cyclic sulfite include the cyclic compound shown in Chemical Formula 12 represented by ethylene sulfite shown in Chemical Formula 10 or erythritan sulfite (II) shown in Chemical Formula 11.

Figure 2006302757
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Figure 2006302757
Figure 2006302757

Figure 2006302757
(式中、R4,R5は炭化水素基、または任意の1以上の原子よりなる分子構造を表し、XはO,N,P,またはP=Oを含む分子構造を表す。R4,R5は同一であっても、異なっていてもよい。)
Figure 2006302757
(In the formula, R 4 and R 5 represent a hydrocarbon group or a molecular structure composed of any one or more atoms, X represents a molecular structure containing O, N, P, or P═O. R 4 and R 5 are the same. Or it may be different.)

鎖状のサルファイトとしては、例えば、ジメチルサルファイト(CH3 OSOOCH3 )、ジエチルサルファイト(C2 5 OSOOC2 5 )、ジプロピルサルファイト(C3 7 OSOOC3 7 )、ジブチルサルファイト(C4 9 OSOOC4 9 )、メチルエチルサルファイト(CH3 OSOOC2 5 )、メチルプロピルサルファイト(CH3 OSOOC3 7 )、メチルブチルサルファイト(CH3 OSOOC4 9 )、エチルプロピルサルファイト(C2 5 OSOOC3 7 )およびエチルブチルサルファイト(C2 5 OSOOC4 9 )が挙げられる。 Examples of the chain sulfite include dimethyl sulfite (CH 3 OSOOCH 3 ), diethyl sulfite (C 2 H 5 OSOOC 2 H 5 ), dipropyl sulfite (C 3 H 7 OSOOC 3 H 7 ), and dibutyl. Sulfite (C 4 H 9 OSOOC 4 H 9 ), methyl ethyl sulfite (CH 3 OSOOC 2 H 5 ), methyl propyl sulfite (CH 3 OSOOC 3 H 7 ), methyl butyl sulfite (CH 3 OSOOOC 4 H 9) ), Ethylpropyl sulfite (C 2 H 5 OSOOC 3 H 7 ) and ethyl butyl sulfite (C 2 H 5 OSOOC 4 H 9 ).

これらサルファイト構造を有する化合物の含有量は、溶媒全体に対して0.01質量%以上20質量%以下の範囲内であることが好ましい。0.01質量%よりも少ないと、電解質の化学的安定性を十分に向上させることができず、20質量%を超えると、サルファイト構造を有する化合物の分解反応が電極特性に与える影響が大きくなり、電池特性の劣化を引き起してしまうからである。   The content of the compound having a sulfite structure is preferably in the range of 0.01% by mass to 20% by mass with respect to the entire solvent. If the amount is less than 0.01% by mass, the chemical stability of the electrolyte cannot be sufficiently improved. If the amount exceeds 20% by mass, the decomposition reaction of the compound having a sulfite structure has a great influence on the electrode characteristics. This is because the battery characteristics are deteriorated.

電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、LiPF6 ,LiBF4 ,LiAsF6 ,LiClO4 ,LiB(C6 5 4 ,LiCH3 SO3 ,LiCF3 SO3 ,LiN(SO2 CF3 2 ,LiC(SO2 CF3 3 ,LiAlCl4 ,LiSiF6 ,LiCl, ジフルオロ[オキソラト−O,O’]ホウ酸リチウム,リチウムビスオキサレートボレート,あるいはLiBrなどが挙げられる。中でも、LiPF6 は高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。 As electrolyte salt, lithium salt is mentioned, for example, 1 type may be used independently, and 2 or more types may be mixed and used for it. Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, difluoro [oxolato-O, O ′] lithium borate, lithium bisoxalate borate, or LiBr. Among them, LiPF 6 is preferable because it can obtain high ion conductivity and can improve cycle characteristics.

この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。   For example, the secondary battery can be manufactured as follows.

まず、例えば、正極集電体21Aに正極活物質層21Bを形成し正極21を作製する。正極活物質層21Bは、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製したのち、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとし、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより形成する。   First, for example, the positive electrode active material layer 21B is formed on the positive electrode current collector 21A to produce the positive electrode 21. The positive electrode active material layer 21B is prepared, for example, by mixing a positive electrode material capable of inserting and extracting lithium, a conductive agent, and a binder to prepare a positive electrode mixture. By dispersing in a solvent such as methyl-2-pyrrolidone to obtain a paste-like positive electrode mixture slurry, applying this positive electrode mixture slurry to the positive electrode current collector 21A, drying the solvent, and then compression molding with a roll press or the like Form.

また、例えば、負極集電体22Aに負極活物質層22Bを形成し負極22を作製する。負極活物質層22Bは、例えば、気相法、液相法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの2以上を組み合わせてもよい。気相法、液相法または焼成法により形成する場合には、形成時に負極活物質層22Bと負極集電体22Aとが界面の少なくとも一部において合金化することがあるが、更に、真空雰囲気下または非酸化性雰囲気下で熱処理を行い、合金化するようにしてもよい。   Further, for example, the negative electrode active material layer 22B is formed on the negative electrode current collector 22A to produce the negative electrode 22. The negative electrode active material layer 22B may be formed by, for example, any one of a vapor phase method, a liquid phase method, a baking method, and coating, or a combination of two or more thereof. When formed by a vapor phase method, a liquid phase method, or a firing method, the negative electrode active material layer 22B and the negative electrode current collector 22A may be alloyed at least at a part of the interface at the time of formation. An alloy may be formed by heat treatment under a non-oxidizing atmosphere.

なお、気相法としては、例えば、物理堆積法あるいは化学堆積法を用いることができ、具体的には、真空蒸着法,スパッタ法,イオンプレーティング法,レーザーアブレーション法,熱CVD(Chemical Vapor Deposition ;化学気相成長)法あるいはプラズマCVD法等が利用可能である。液相法としては電解鍍金あるいは無電解鍍金等の公知の手法が利用可能である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法,反応焼成法あるいはホットプレス焼成法が利用可能である。塗布の場合には、正極21と同様にして形成することができる。   As the vapor phase method, for example, a physical deposition method or a chemical deposition method can be used. Specifically, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a laser ablation method, a thermal CVD (Chemical Vapor Deposition) A chemical vapor deposition method) or a plasma CVD method can be used. As the liquid phase method, a known method such as electrolytic plating or electroless plating can be used. As for the firing method, a known method can be used. For example, an atmosphere firing method, a reaction firing method, or a hot press firing method can be used. In the case of application, it can be formed in the same manner as the positive electrode 21.

続いて、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。そののち、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12,13で挟み電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池缶11の開口端部に電池蓋14,安全弁機構15および熱感抵抗素子16をガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図1に示した二次電池が形成される。   Subsequently, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. After that, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound through the separator 23, and the tip portion of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, and the tip portion of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11. The positive electrode 21 and the negative electrode 22 are sandwiched between a pair of insulating plates 12 and 13 and stored in the battery can 11. After the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are accommodated in the battery can 11, the electrolytic solution is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. After that, the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat sensitive resistance element 16 are fixed to the opening end of the battery can 11 by caulking through a gasket 17. Thereby, the secondary battery shown in FIG. 1 is formed.

この二次電池では、充電を行うと、正極活物質層21Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極活物質層22Bに含まれるリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵される。次いで、放電を行うと、負極活物質層22B中のリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層21Bに吸蔵される。ここでは、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含んでいるので、正極21の表面に被膜が形成され、完全充電時における開回路電圧を高くしても、正極21の表面の電気化学的安定性が改善される。   In this secondary battery, when charged, lithium ions are released from the positive electrode active material layer 21B, and the negative electrode material that can occlude and release lithium contained in the negative electrode active material layer 22B via the electrolytic solution. Occluded. Next, when discharging is performed, lithium ions stored in the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in the negative electrode active material layer 22B are released, and are inserted into the positive electrode active material layer 21B through the electrolytic solution. . Here, since the solvent includes the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, a film is formed on the surface of the positive electrode 21, and even if the open circuit voltage during full charge is increased, Electrochemical stability is improved.

このように本実施の形態では、一対の正極21および負極22当たりの完全充電時における開回路電圧を4.25V以上6.00V以下の範囲内としたので、高いエネルギー密度を得ることができる。また、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含むようにしたので、正極21の表面に被膜を形成することができ、正極21の表面の電気化学的安定性を向上させることができる。よって、エネルギー密度を高くすることができると共に、サイクル特性を向上させることができる。   As described above, in this embodiment, the open circuit voltage at the time of full charge per pair of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 is set in the range of 4.25 V or more and 6.00 V or less, so that a high energy density can be obtained. In addition, since the solvent includes the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, a film can be formed on the surface of the positive electrode 21, and the electrochemical stability of the surface of the positive electrode 21 can be improved. it can. Therefore, the energy density can be increased and the cycle characteristics can be improved.

特に、化7に示したサルファイト構造を有する化合物の含有量を、溶媒に対して0.01質量%以上20質量%以下の範囲内とするようにすれば、サイクル特性をより向上させることができる。   In particular, if the content of the compound having a sulfite structure shown in Chemical formula 7 is within the range of 0.01% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the solvent, cycle characteristics can be further improved. it can.

(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係る二次電池は、負極の容量が電極反応物質であるリチウムの析出および溶解による容量成分により表される、いわゆるリチウム金属二次電池である。
(Second Embodiment)
The secondary battery according to the second embodiment of the present invention is a so-called lithium metal secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium as an electrode reactant.

この二次電池は、負極活物質層22Bの構成が異なることを除き、他は第1の実施の形態に係る二次電池と同様の構成および効果を有している。したがって、図1および図2を参照し、対応する構成要素には同一の符号を付して同一の部分の説明は省略する。   This secondary battery has the same configuration and effects as those of the secondary battery according to the first embodiment except that the configuration of the negative electrode active material layer 22B is different. Therefore, with reference to FIG. 1 and FIG. 2, the same code | symbol is attached | subjected to a corresponding component and description of the same part is abbreviate | omitted.

負極活物質層22Bは、負極活物質であるリチウム金属により形成されており、高いエネルギー密度を得ることができるようになっている。この負極活物質層22Bは、組み立て時から既に有するように構成してもよいが、組み立て時には存在せず、充電時に析出したリチウム金属により構成するようにしてもよい。また、この負極活物質層22Bを集電体としても利用し、負極集電体22Aを削除するようにしてもよい。   The negative electrode active material layer 22B is made of lithium metal that is a negative electrode active material, and can obtain a high energy density. The negative electrode active material layer 22B may be configured to be already provided from the time of assembly, but may be configured by lithium metal which is not present at the time of assembly and is deposited during charging. The negative electrode active material layer 22B may also be used as a current collector, and the negative electrode current collector 22A may be deleted.

この二次電池は、負極22を負極集電体22Aのみ、またはリチウム金属のみ、または負極集電体22Aにリチウム金属を貼り付けて負極活物質層22Bを形成したものとしたことを除き、他は第1の実施の形態に係る二次電池と同様にして製造することができる。   This secondary battery is different from the secondary battery except that the negative electrode 22 is made of only the negative electrode current collector 22A, lithium metal alone, or lithium metal is attached to the negative electrode current collector 22A to form the negative electrode active material layer 22B. Can be manufactured in the same manner as the secondary battery according to the first embodiment.

この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極21からリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極集電体22Aの表面にリチウム金属となって析出し、図2に示したように、負極活物質層22Bを形成する。放電を行うと、例えば、負極活物質層22Bからリチウム金属がリチウムイオンとなって溶出し、電解液を介して正極21に吸蔵される。ここでは、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含んでいるので、正極21の表面に被膜が形成され、完全充電時における開回路電圧を高くしても、正極21の表面の電気化学的安定性が改善される。   In this secondary battery, when charged, for example, lithium ions are released from the positive electrode 21 and deposited as lithium metal on the surface of the negative electrode current collector 22A via the electrolytic solution, as shown in FIG. Then, the negative electrode active material layer 22B is formed. When the discharge is performed, for example, lithium metal is eluted as lithium ions from the negative electrode active material layer 22B, and is occluded in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. Here, since the solvent includes the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, a film is formed on the surface of the positive electrode 21, and even if the open circuit voltage during full charge is increased, Electrochemical stability is improved.

(第3の実施の形態)
本発明の第3の実施の形態に係る二次電池は、負極の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されるものである。
(Third embodiment)
In the secondary battery according to the third embodiment of the present invention, the capacity of the negative electrode includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is expressed by the sum thereof It is.

この二次電池は、負極活物質層の構成が異なることを除き、他は第1あるいは第2の二次電池と同様の構成および効果を有しており、同様にして製造することができる。よって、ここでは、図1および図2を参照し、同一の符号を用いて説明する。なお、同一部分についての詳細な説明は省略する。   This secondary battery has the same configuration and effect as the first or second secondary battery except that the configuration of the negative electrode active material layer is different, and can be manufactured in the same manner. Therefore, here, description will be made with reference to FIGS. 1 and 2 using the same reference numerals. Detailed descriptions of the same parts are omitted.

負極活物質層22Bは、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の充電容量を正極21の充電容量よりも小さくすることにより、充電の過程において、開回路電圧(すなわち電池電圧)が過充電電圧よりも低い時点で負極22にリチウム金属が析出し始めるようになっている。従って、この二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料とリチウム金属との両方が負極活物質として機能し、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料はリチウム金属が析出する際の基材となっている。   For example, the negative electrode active material layer 22B has an open circuit voltage (that is, a battery voltage) in the charging process by making the charge capacity of the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium smaller than the charge capacity of the positive electrode 21. When lithium is lower than the overcharge voltage, lithium metal begins to deposit on the negative electrode 22. Therefore, in this secondary battery, both the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium and lithium metal function as a negative electrode active material, and the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is lithium metal. It is a base material for precipitation.

また、この二次電池は、完全充電時における開回路電圧(すなわち電池電圧)を4.25V以上6.00V以下の範囲内とした場合に、同じ正極活物質であっても、完全充電時における開回路電圧が4.20Vの電池よりも、正極活物質における単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、この放出された負極22におけるリチウムの吸蔵量と析出量とが最適化されるように、正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより高いエネルギー密度が得られるようになっている。   In addition, this secondary battery has the same positive electrode active material at the time of full charge when the open circuit voltage (that is, battery voltage) at the time of full charge is in the range of 4.25V to 6.00V. Since the amount of lithium released per unit mass in the positive electrode active material is larger than in a battery having an open circuit voltage of 4.20 V, the amount of lithium occluded and deposited in the released negative electrode 22 is optimized. Further, the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode active material are adjusted. As a result, a high energy density can be obtained.

なお、本明細書において電極反応物質の吸蔵および放出とは、電極反応物質のイオンがそのイオン性を失うことなく電気化学的に吸蔵および放出されることを言う。これは、吸蔵された電極反応物質が完全なイオン状態で存在する場合のみならず、完全なイオン状態とは言えない状態で存在する場合も含む。これらに該当する場合としては、例えば、黒鉛に対する電極反応物質のイオンの電気化学的なインタカレーション反応による吸蔵が挙げられる。また、金属間化合物を含む合金への電極反応物質の吸蔵、あるいは合金の形成による電極反応物質の吸蔵も挙げることができる。   In the present specification, occlusion and release of the electrode reactant means that the ions of the electrode reactant are electrochemically occluded and released without losing its ionicity. This includes not only the case where the occluded electrode reactant is present in a complete ionic state, but also the case where it is present in a state that is not a complete ionic state. As a case corresponding to these, for example, occlusion by an electrochemical intercalation reaction of ions of an electrode reactant to graphite. Further, occlusion of the electrode reactant into the alloy containing the intermetallic compound, or occlusion of the electrode reactant due to the formation of the alloy can also be mentioned.

また、過充電電圧というのは、電池が過充電状態になった時の開回路電圧を指し、例えば、日本蓄電池工業会(電池工業会)の定めた指針の一つである「リチウム二次電池安全性評価基準ガイドライン」(SBA G1101)に記載され定義される「完全充電」された電池の開回路電圧よりも高い電圧を指す。また換言すれば、各電池の公称容量を求める際に用いた充電方法、標準充電方法、もしくは推奨充電方法を用いて充電した後の開回路電圧よりも高い電圧を指す。   The overcharge voltage refers to the open circuit voltage when the battery is overcharged. For example, the “lithium secondary battery” is one of the guidelines established by the Japan Storage Battery Industry Association (Battery Industry Association). Refers to a voltage that is higher than the open circuit voltage of a “fully charged” battery as defined and defined in the “Safety Evaluation Criteria Guidelines” (SBA G1101). In other words, it refers to a voltage higher than the open circuit voltage after charging using the charging method, standard charging method, or recommended charging method used when determining the nominal capacity of each battery.

これにより、この二次電池では、高いエネルギー密度を得ることができると共に、サイクル特性および急速充電特性を向上させることができるようになっている。この二次電池は、負極22にリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料を用いるという点では従来のリチウムイオン二次電池と同様であり、また、負極22にリチウム金属を析出させるという点では従来のリチウム金属二次電池と同様であるが、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料にリチウム金属を析出させるようにしたことにより、次のような利点が生じる。   Thereby, in this secondary battery, it is possible to obtain a high energy density and to improve cycle characteristics and quick charge characteristics. This secondary battery is the same as the conventional lithium ion secondary battery in that a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is used for the negative electrode 22, and lithium metal is deposited on the negative electrode 22. However, although it is the same as that of a conventional lithium metal secondary battery, the following advantages are obtained by depositing lithium metal on a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium.

第1に、従来のリチウム金属二次電池ではリチウム金属を均一に析出させることが難しく、それがサイクル特性を劣化させる原因となっていたが、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料は一般的に表面積が大きいので、この二次電池ではリチウム金属を均一に析出させることができることである。第2に、従来のリチウム金属二次電池ではリチウム金属の析出・溶解に伴う体積変化が大きく、それもサイクル特性を劣化させる原因となっていたが、この二次電池ではリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の粒子間の隙間にもリチウム金属が析出するので体積変化が少ないことである。第3に、従来のリチウム金属二次電池ではリチウム金属の析出・溶解量が多ければ多いほど上記の問題も大きくなるが、この二次電池ではリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料によるリチウムの吸蔵および放出も充放電容量に寄与するので、電池容量が大きいわりにはリチウム金属の析出・溶解量が小さいことである。第4に、従来のリチウム金属二次電池では急速充電を行うとリチウム金属がより不均一に析出してしまうのでサイクル特性が更に劣化してしまうが、この二次電池では充電初期においてはリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料にリチウムが吸蔵されるので急速充電が可能となることである。   First, in the conventional lithium metal secondary battery, it was difficult to deposit lithium metal uniformly, which was a cause of deterioration of cycle characteristics. However, negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium are as follows. Since the surface area is generally large, this secondary battery can deposit lithium metal uniformly. Secondly, in the conventional lithium metal secondary battery, the volume change accompanying the precipitation and dissolution of lithium metal is large, which has also caused the cycle characteristics to deteriorate, but in this secondary battery, lithium is occluded and released. This is because the volumetric change is small because lithium metal is deposited also in the gaps between the particles of the negative electrode material. Thirdly, the larger the amount of lithium metal deposited / dissolved in a conventional lithium metal secondary battery, the greater the above problem. In this secondary battery, however, it depends on the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium. Since insertion and extraction of lithium also contribute to the charge / discharge capacity, the amount of lithium metal deposited / dissolved is small although the battery capacity is large. Fourthly, in a conventional lithium metal secondary battery, if rapid charging is performed, lithium metal is deposited more unevenly, resulting in further deterioration in cycle characteristics. Lithium is occluded in the anode material that can be occluded and released, so that rapid charging becomes possible.

これらの利点をより効果的に得るためには、例えば、開回路電圧が過充電電圧になる前の最大電圧時において負極22に析出するリチウム金属の最大析出容量は、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の充電容量能力の0.05倍以上3.0倍以下であることが好ましい。リチウム金属の析出量が多過ぎると従来のリチウム二次電池と同様の問題が生じてしまい、少な過ぎると充放電容量を十分に大きくすることができないからである。また、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の放電容量能力は、150mAh/g以上であることが好ましい。リチウムの吸蔵および放出する能力が大きいほどリチウム金属の析出量は相対的に少なくなるからである。なお、負極材料の充電容量能力は、例えば、リチウム金属を対極として、この負極材料を負極活物質とした負極について0Vまで定電流・定電圧法で充電した時の電気量から求められる。負極材料の放電容量能力は、例えば、これに引き続き、定電流法で10時間以上かけて2.5Vまで放電した時の電気量から求められる。   In order to obtain these advantages more effectively, for example, the maximum deposition capacity of lithium metal deposited on the negative electrode 22 at the maximum voltage before the open circuit voltage becomes the overcharge voltage is to occlude and release lithium. It is preferable that it is 0.05 times or more and 3.0 times or less of the charge capacity capacity of the negative electrode material which can carry out. This is because when the amount of deposited lithium metal is too large, the same problem as that of the conventional lithium secondary battery occurs, and when the amount is too small, the charge / discharge capacity cannot be sufficiently increased. Further, for example, the discharge capacity capability of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is preferably 150 mAh / g or more. This is because the amount of lithium metal deposited becomes relatively smaller as the ability to occlude and release lithium increases. The charge capacity capability of the negative electrode material can be obtained, for example, from the amount of electricity when a negative electrode using lithium metal as a counter electrode and the negative electrode material as a negative electrode active material is charged to 0 V by a constant current / constant voltage method. The discharge capacity capability of the negative electrode material is obtained, for example, from the amount of electricity when the current is discharged to 2.5 V over 10 hours or more by the constant current method.

この二次電池では、充電を行うと、正極21からリチウムイオンが放出され、電解液を介して、まず、負極22に含まれるリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵される。更に充電を続けると、開回路電圧が過充電電圧よりも低い状態において、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の表面にリチウム金属が析出し始める。そののち、充電を終了するまで負極22にはリチウム金属が析出し続ける。次いで、放電を行うと、まず、負極22に析出したリチウム金属がイオンとなって溶出し、電解液を介して、正極21に吸蔵される。更に放電を続けると、負極22中のリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極21に吸蔵される。ここでは、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含んでいるので、正極21の表面に被膜が形成され、完全充電時における開回路電圧が高くても、正極21の表面の電気化学的安定性が改善される。   In this secondary battery, when charged, lithium ions are released from the positive electrode 21 and are first inserted into the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium contained in the negative electrode 22 through the electrolytic solution. When charging is further continued, lithium metal begins to deposit on the surface of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in a state where the open circuit voltage is lower than the overcharge voltage. After that, lithium metal continues to deposit on the negative electrode 22 until charging is completed. Next, when discharging is performed, first, lithium metal deposited on the negative electrode 22 is eluted as ions, and is occluded in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. When the discharge is further continued, lithium ions occluded in the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium in the negative electrode 22 are released and inserted in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. Here, since the solvent contains the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, a film is formed on the surface of the positive electrode 21, and even if the open circuit voltage at the time of full charge is high, Chemical stability is improved.

(第4の実施の形態)
図3は、本発明の第4の実施の形態に係る二次電池の構成を表すものである。この二次電池は、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものであり、小型化,軽量化および薄型化が可能となっている。
(Fourth embodiment)
FIG. 3 shows a configuration of a secondary battery according to the fourth embodiment of the present invention. In this secondary battery, a wound electrode body 30 to which a positive electrode lead 31 and a negative electrode lead 32 are attached is housed in a film-like exterior member 40, and can be reduced in size, weight, and thickness. ing.

正極リード31および負極リード32は、それぞれ、外装部材40の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード31および負極リード32は、例えば、アルミニウム,銅,ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。   The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are led out from the inside of the exterior member 40 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each made of a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, and each have a thin plate shape or a mesh shape.

外装部材40は、例えば、ナイロンフィルム,アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材40は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体30とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材40と正極リード31および負極リード32との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム41が挿入されている。密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン,変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。   The exterior member 40 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. For example, the exterior member 40 is disposed so that the polyethylene film side and the wound electrode body 30 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion bonding or an adhesive. An adhesive film 41 is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 to prevent intrusion of outside air. The adhesion film 41 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装部材40は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム,ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。   The exterior member 40 may be made of a laminated film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminated film.

図4は、図3に示した巻回電極体30のI−I線に沿った断面構造を表すものである。巻回電極体30は、正極33と負極34とをセパレータ35および電解質層36を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ37により保護されている。   FIG. 4 shows a cross-sectional structure taken along line II of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG. The wound electrode body 30 is obtained by stacking and winding a positive electrode 33 and a negative electrode 34 with a separator 35 and an electrolyte layer 36 interposed therebetween, and the outermost peripheral portion is protected by a protective tape 37.

正極33は、正極集電体33Aの片面あるいは両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有している。負極34は、負極集電体34Aの片面あるいは両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層34Bの側が正極活物質層33Bと対向するように配置されている。正極集電体33A,正極活物質層33B,負極集電体34A,負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、それぞれ上述した正極集電体21A,正極活物質層21B,負極集電体22A,負極活物質層22Bおよびセパレータ23と同様である。   The positive electrode 33 has a structure in which a positive electrode active material layer 33B is provided on one or both surfaces of a positive electrode current collector 33A. The negative electrode 34 has a structure in which a negative electrode active material layer 34B is provided on one surface or both surfaces of a negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B side is disposed so as to face the positive electrode active material layer 33B. Yes. The configurations of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 are respectively the positive electrode current collector 21A, the positive electrode active material layer 21B, and the negative electrode current collector 22A. The same as the negative electrode active material layer 22B and the separator 23.

電解質層36は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層36は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。電解液(すなわち溶媒および電解質塩など)の構成は、第1ないし第3の実施の形態に係る二次電池と同様である。高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル,ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体,ポリテトラフルオロエチレン,ポリヘキサフルオロプロピレン,ポリエチレンオキサイド,ポリプロピレンオキサイド,ポリフォスファゼン,ポリシロキサン,ポリ酢酸ビニル,ポリビニルアルコール,ポリメタクリル酸メチル,ポリアクリル酸,ポリメタクリル酸,スチレン−ブタジエンゴム,ニトリル−ブタジエンゴム,ポリスチレンあるいはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的な安定性の点からはポリアクリロニトリル,ポリフッ化ビニリデン,ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。   The electrolyte layer 36 includes an electrolytic solution and a polymer compound serving as a holding body that holds the electrolytic solution, and has a so-called gel shape. The gel electrolyte layer 36 is preferable because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented. The configuration of the electrolytic solution (that is, the solvent, the electrolyte salt, and the like) is the same as that of the secondary battery according to the first to third embodiments. Examples of the polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, and polysiloxane. , Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. In particular, from the viewpoint of electrochemical stability, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, or polyethylene oxide is preferable.

この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。   For example, the secondary battery can be manufactured as follows.

まず、正極33および負極34のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層36を形成する。そののち、正極集電体33Aの端部に正極リード31を溶接により取り付けると共に、負極集電体34Aの端部に負極リード32を溶接により取り付ける。次いで、電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ37を接着して巻回電極体30を形成する。最後に、例えば、外装部材40の間に巻回電極体30を挟み込み、外装部材40の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図3および図4に示した二次電池が完成する。   First, a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 36. After that, the positive electrode lead 31 is attached to the end of the positive electrode current collector 33A by welding, and the negative electrode lead 32 is attached to the end of the negative electrode current collector 34A by welding. Next, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 is formed are laminated via a separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and a protective tape 37 is adhered to the outermost peripheral portion. Thus, the wound electrode body 30 is formed. Finally, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edges of the exterior members 40 are sealed and sealed by heat fusion or the like. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 3 and 4 is completed.

また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付けたのち、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回電極体30の前駆体である巻回体を形成する。次いで、この巻回体を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。続いて、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材40の内部に注入する。   Further, this secondary battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are stacked via the separator 35 and wound. Rotate and adhere the protective tape 37 to the outermost periphery to form a wound body that is a precursor of the wound electrode body 30. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge portion excluding one side is heat-sealed to form a bag shape, and is stored inside the exterior member 40. Subsequently, an electrolyte composition including a solvent, an electrolyte salt, a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the exterior member Inject into 40.

電解質用組成物を注入したのち、外装部材40の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次いで、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層36を形成し、図3および図4に示した二次電池を組み立てる。   After injecting the electrolyte composition, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed in a vacuum atmosphere. Next, heat is applied to polymerize the monomer to obtain a polymer compound, thereby forming a gel electrolyte layer 36, and assembling the secondary battery shown in FIGS.

この二次電池の作用および効果は、第1ないし第3の実施の形態に係る二次電池と同様である。   The operation and effect of the secondary battery are the same as those of the secondary battery according to the first to third embodiments.

更に、本発明の具体的な実施例について、詳細に説明する   Furthermore, specific examples of the present invention will be described in detail.

(実施例1−1〜1−7)
負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表される電池、すなわちリチウムイオン二次電池を作製した。その際、電池は、図1に示したものとした。
(Examples 1-1 to 1-7)
A battery in which the capacity of the negative electrode 22 is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium, that is, a lithium ion secondary battery was manufactured. At that time, the battery was as shown in FIG.

まず、正極活物質を作製した。市販の硝酸ニッケル,硝酸コバルト,および硝酸マンガンを水溶液として、NiとCoとMnとのモル比率がそれぞれ0.50、0.20、0.30となるように混合したのち、十分に攪拌しながら、この混合溶液にアンモニア水を滴下して複合水酸化物を得た。この複合水酸化物と水酸化リチウムとを混合し、酸素気流中、850℃で10時間焼成したのち、粉砕して、正極活物質としてのリチウム複合酸化物粉末を得た。得られたリチウム複合酸化物粉末について、原子吸光分析(ASS;atomic absorption spectrometry)により分析を行ったところ、LiNi0.50Co0.20Mn0.302 の組成が確認された。また、レーザー回折法により粒子径を測定したところ、平均粒径は13μmであった。更に、X線回折測定を行ったところ、ICDD(International Center for Diffraction Data)カードの09−0063に記載されたLiNiO2 のパターンに類似しており、LiNiO2 と同様の層状岩塩構造を形成していることが確認された。更にまた、走査型電子顕微鏡(SEM;Scanning Electron Microscope)により観察したところ、0.1μm〜5μmの1次粒子が凝集した球状の粒子が観察された。 First, a positive electrode active material was prepared. After mixing commercially available nickel nitrate, cobalt nitrate, and manganese nitrate as aqueous solutions so that the molar ratios of Ni, Co, and Mn are 0.50, 0.20, and 0.30, respectively, sufficiently stirring Ammonia water was added dropwise to the mixed solution to obtain a composite hydroxide. The composite hydroxide and lithium hydroxide were mixed, calcined at 850 ° C. for 10 hours in an oxygen stream, and then pulverized to obtain a lithium composite oxide powder as a positive electrode active material. When the obtained lithium composite oxide powder was analyzed by atomic absorption spectrometry (ASS), the composition of LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 was confirmed. Further, when the particle diameter was measured by a laser diffraction method, the average particle diameter was 13 μm. Furthermore, when X-ray diffraction measurement was performed, it was similar to the pattern of LiNiO 2 described in 09-0063 of the ICDD (International Center for Diffraction Data) card, and a layered rock salt structure similar to LiNiO 2 was formed. It was confirmed that Furthermore, when observed with a scanning electron microscope (SEM), spherical particles in which primary particles of 0.1 μm to 5 μm aggregated were observed.

得られたLiNi0.50Co0.20Mn0.302 粉末と、炭酸リチウム粉末とを、LiNi0.50Co0.20Mn0.302 粉末:炭酸リチウム粉末=95:5の質量比で混合し、この混合物と、導電剤であるアモルファス性炭素粉末(ケッチェンブラック)と、結着剤であるポリフッ化ビニリデンとを、混合物:アモルファス性炭素粉末:ポリフッ化ビニリデン=94:3:3の質量比で混合して正極合剤を調製した。続いて、この正極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとし、厚み20μmの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体21Aの両面に均一に塗布して乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型して正極活物質層21Bを形成し正極21を作製した。正極21の厚みは150μmとなるようにした。そののち、正極集電体21Aの一端にアルミニウム製の正極リード25を取り付けた。 The obtained LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 powder and lithium carbonate powder were mixed at a mass ratio of LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 powder: lithium carbonate powder = 95: 5. Amorphous carbon powder (Ketjen Black) and polyvinylidene fluoride as a binder are mixed at a mass ratio of mixture: amorphous carbon powder: polyvinylidene fluoride = 94: 3: 3 to form a positive electrode mixture Was prepared. Subsequently, this positive electrode mixture is dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a positive electrode mixture slurry, which is uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector 21A made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried. Then, the cathode active material layer 21B was formed by compression molding with a roll press machine, and the cathode 21 was produced. The thickness of the positive electrode 21 was set to 150 μm. After that, an aluminum positive electrode lead 25 was attached to one end of the positive electrode current collector 21A.

また、負極活物質として、平均粒子径が30μm、比表面積が0.8g/cm3 である球状黒鉛粉末と、結着剤としてポリフッ化ビニリデンとを、球状黒鉛粉末:ポリフッ化ビニリデン=90:10の質量比で混合して負極合剤を調製した。続いて、この負極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極合剤スラリーとし、厚み15μmの帯状銅箔よりなる負極集電体22Aの両面に均一に塗布し、加熱プレス成型して負極活物質層22Bを形成し負極22を作製した。負極22の厚みは160μmとなるようにした。そののち、負極集電体22Aの一端にニッケル製の負極リード26を取り付けた。なお、負極22の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように、正極21と負極22との電気化学当量比を設計した。 Further, spherical graphite powder having an average particle size of 30 μm and a specific surface area of 0.8 g / cm 3 as a negative electrode active material, and polyvinylidene fluoride as a binder, spherical graphite powder: polyvinylidene fluoride = 90: 10 The negative electrode mixture was prepared by mixing at a mass ratio of Subsequently, the negative electrode mixture is dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to form a negative electrode mixture slurry, which is uniformly applied to both surfaces of the negative electrode current collector 22A made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 15 μm, and heated. The negative electrode 22 was fabricated by press molding to form the negative electrode active material layer 22B. The thickness of the negative electrode 22 was set to 160 μm. After that, a negative electrode lead 26 made of nickel was attached to one end of the negative electrode current collector 22A. In addition, the electrochemical equivalent ratio of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 was designed so that the capacity | capacitance of the negative electrode 22 was represented by the capacity | capacitance component by occlusion and discharge | release of lithium.

正極21および負極22をそれぞれ作製したのち、微多孔性セパレータ23を用意し、負極22,セパレータ23,正極21,セパレータ23の順に積層してこの積層体を渦巻状に多数回巻回し、ジェリーロール型の巻回電極体20を作製した。   After preparing the positive electrode 21 and the negative electrode 22, a microporous separator 23 is prepared, the negative electrode 22, the separator 23, the positive electrode 21, and the separator 23 are laminated in this order, and this laminate is wound many times in a spiral shape to form a jelly roll A spirally wound electrode body 20 was produced.

巻回電極体20を作製したのち、巻回電極体20を一対の絶縁板12,13で挟み、負極リード26を電池缶11に溶接すると共に、正極リード25を安全弁機構15に溶接して、巻回電極体20をニッケルめっきした鉄製の電池缶11の内部に収納した。そののち、電池缶11の内部に電解液4.0gを減圧方式により注入した。   After producing the wound electrode body 20, the wound electrode body 20 is sandwiched between the pair of insulating plates 12 and 13, the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11, and the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15. The wound electrode body 20 was housed inside a nickel-plated iron battery can 11. Thereafter, 4.0 g of electrolyte solution was injected into the battery can 11 by a reduced pressure method.

電解液には、溶媒として炭酸エチレンと炭酸ジメチルとを、炭酸エチレン:炭酸ジメチル=35:60の質量比で混合した溶媒に、化7に示したサルファイト構造を有する化合物としてエチレンサルファイトを添加し、更に、電解質塩としてLiPF6 を1.5mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。その際、エチレンサルファイトの含有量は、溶媒に対して5質量%となるようにした。 To the electrolytic solution, ethylene sulfite is added as a compound having a sulfite structure shown in Chemical Formula 7 to a solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate are mixed in a mass ratio of ethylene carbonate: dimethyl carbonate = 35: 60 as a solvent. Further, an electrolyte salt in which LiPF 6 was dissolved to 1.5 mol / kg was used. At that time, the content of ethylene sulfite was set to 5% by mass with respect to the solvent.

電池缶11の内部に電解液を注入したのち、表面にアスファルトを塗布したガスケット17を介して電池蓋14を電池缶11にかしめることにより、実施例1−1〜1−7について直径14mm、高さ65mmの円筒型二次電池を得た。   After injecting the electrolyte into the battery can 11, the battery lid 14 was caulked to the battery can 11 through the gasket 17 having the surface coated with asphalt, whereby Examples 1-1 to 1-7 had a diameter of 14 mm. A cylindrical secondary battery having a height of 65 mm was obtained.

得られた実施例1−1〜1−7の二次電池について、次のようにして定格容量およびサイクル特性を測定した。   With respect to the obtained secondary batteries of Examples 1-1 to 1-7, the rated capacity and the cycle characteristics were measured as follows.

まず、500mAの定電流で電池電圧が表1に示したように4.25V,4.30V,4.35V,4.40V,4.45V,4.50V,または4.55Vに達するまで定電流充電を行ったのち、4.25V,4.30V,4.35V,4.40V,4.45V,4.50V,または4.55Vのままの定電圧で5時間定電圧充電を行い、完全充電状態とした。引き続き、300mAの定電流で電池電圧が2.75Vに達するまで定電流放電を行い、完全放電状態とした。この充放電を繰返し、2サイクル目の放電容量を定格容量とした。また、サイクル特性は、定格容量(2サイクル目の放電容量)に対する500サイクル目の放電容量維持率(500サイクル目の放電容量/定格容量)×100(%)とした求めた。それらの結果を表1に示す。   First, at a constant current of 500 mA, the battery voltage is constant until it reaches 4.25V, 4.30V, 4.35V, 4.40V, 4.45V, 4.50V, or 4.55V as shown in Table 1. After charging, perform full voltage charging for 5 hours at a constant voltage of 4.25V, 4.30V, 4.35V, 4.40V, 4.45V, 4.50V, or 4.55V. It was in a state. Subsequently, constant current discharge was performed at a constant current of 300 mA until the battery voltage reached 2.75 V to obtain a complete discharge state. This charge / discharge was repeated, and the discharge capacity at the second cycle was defined as the rated capacity. In addition, the cycle characteristics were obtained by setting the discharge capacity maintenance ratio at the 500th cycle (discharge capacity at the 500th cycle / rated capacity) × 100 (%) with respect to the rated capacity (the discharge capacity at the second cycle). The results are shown in Table 1.

実施例1−1〜1−7に対する比較例1−1として、実施例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製し、完全充電時の開回路電圧を4.20Vとなるように、実施例1−1〜1−7と同様にして定格容量およびサイクル特性を測定した。また、比較例1−2〜1−4として、化7に示したサルファイト構造を有する化合物であるエチレンサルファイトを添加しなかったことを除き、他は実施例1−1〜1−7と同様にして二次電池を作製し、完全充電時の開回路電圧を4.20V,4.25Vまたは4.40Vとなるように、実施例1−1〜1−7と同様にして定格容量およびサイクル特性を測定した。その際、充電は、500mAの定電流で電池電圧が4.20V,4.25Vまたは4.40Vに達するまで定電流充電を行ったのち、4.20V,4.25Vまたは4.40Vのままの定電圧で5時間定電圧充電を行った。それらの結果を表1に示す。   As Comparative Example 1-1 with respect to Examples 1-1 to 1-7, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-7, and the open circuit voltage during full charge was 4.20V. As described above, the rated capacity and cycle characteristics were measured in the same manner as in Examples 1-1 to 1-7. In addition, as Comparative Examples 1-2 to 1-4, except that ethylene sulfite, which is a compound having a sulfite structure shown in Chemical Formula 7, was not added, the others were as Examples 1-1 to 1-7. In the same manner, a secondary battery was produced, and the rated capacity and the capacity were changed in the same manner as in Examples 1-1 to 1-7 so that the open circuit voltage during full charge was 4.20 V, 4.25 V, or 4.40 V Cycle characteristics were measured. At that time, charging is performed at a constant current of 500 mA until the battery voltage reaches 4.20V, 4.25V or 4.40V, and then remains at 4.20V, 4.25V or 4.40V. The battery was charged at a constant voltage for 5 hours. The results are shown in Table 1.

Figure 2006302757
Figure 2006302757

表1から分かるように、溶媒にエチレンサルファイトを含む実施例1−1,1−4によれば、これを含まない比較例1−3,1−4よりも、それぞれ放電容量維持率が向上した。また、溶媒にエチレンサルファイトを含む実施例1−2,1−3,1−5〜1−7についても、実施例1−1,1−4と同様に高い容量維持率が得られた。更に、完全充電時の開回路電圧を4.20Vとした比較例1−1,1−2によれば、溶媒にエチレンサルファイトを含むことによる放電容量維持率向上の効果はなかった。   As can be seen from Table 1, according to Examples 1-1 and 1-4 in which the solvent contains ethylene sulfite, the discharge capacity retention ratio is improved as compared with Comparative Examples 1-3 and 1-4 that do not contain ethylene sulfite. did. Moreover, the high capacity | capacitance maintenance factor was obtained similarly to Examples 1-1 and 1-4 also about Examples 1-2, 1-3, 1-5-1-7 which contain ethylene sulfite in a solvent. Furthermore, according to Comparative Examples 1-1 and 1-2 in which the open circuit voltage at the time of full charge was 4.20 V, there was no effect of improving the discharge capacity retention rate by including ethylene sulfite in the solvent.

すなわち、完全充電時における開回路電圧が4.25V以上6.00V以下の範囲内の電池において、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含むようにすれば、サイクル特性を向上させることができることが分かった。   That is, in a battery having an open circuit voltage of 4.25 V or more and 6.00 V or less when fully charged, if the solvent contains a compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, cycle characteristics are improved. I found out that I could do it.

(実施例2−1〜2−5)
エチレンサルファイトの含有量を、溶媒に対して0.01質量以上20質量%以下の範囲内で変化させたことを除き、他は実施例1−4と同様にして二次電池を作製した。
(Examples 2-1 to 2-5)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1-4, except that the content of ethylene sulfite was changed within the range of 0.01% by mass to 20% by mass with respect to the solvent.

得られた実施例2−1〜2−5の二次電池について、実施例1−4と同様にして定格容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表2に示す。   For the obtained secondary batteries of Examples 2-1 to 2-5, the rated capacity and the cycle characteristics were measured in the same manner as in Example 1-4. The results are shown in Table 2.

Figure 2006302757
Figure 2006302757

表2から分かるように、放電容量維持率は、エチレンサルファイトの含有量が増大するに伴い上昇し、極大値を示したのち低下した。すなわち、化7に示したサルファイト構造を有する化合物の含有量は、溶媒に対して0.01質量%以上20質量%以下の範囲内とすることが好ましいことが分かった。   As can be seen from Table 2, the discharge capacity retention rate increased as the content of ethylene sulfite increased, and decreased after showing a maximum value. That is, it was found that the content of the compound having a sulfite structure shown in Chemical Formula 7 is preferably in the range of 0.01% by mass to 20% by mass with respect to the solvent.

(実施例3−1〜3−6)
化7に示したサルファイト構造を有する化合物として、ジメチルサルファイト(CH3 OSOOCH3 )、ジエチルサルファイト(C2 5 OSOOC2 5 )、エチルプロピルサルファイト(C2 5 OSOOC3 7 )、ジプロピルサルファイト(C3 7 OSOOC3 7 )、ジブチルサルファイト(C4 9 OSOOC4 9 )、またはエリスリタンサルファイト(II)を用いたことを除き、他は実施例1−4と同様にして二次電池を作製した。
(Examples 3-1 to 3-6)
As compounds having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, dimethyl sulfite (CH 3 OSOOCH 3 ), diethyl sulfite (C 2 H 5 OSOOC 2 H 5 ), ethyl propyl sulfite (C 2 H 5 OSOOC 3 H 7) ), Dipropyl sulfite (C 3 H 7 OSOOC 3 H 7 ), dibutyl sulfite (C 4 H 9 OSOOC 4 H 9 ), or erythritan sulfite (II). A secondary battery was fabricated in the same manner as in 1-4.

得られた実施例3−1〜3−6の二次電池について、実施例1−4と同様にして定格容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表3に示す。   For the obtained secondary batteries of Examples 3-1 to 3-6, the rated capacity and the cycle characteristics were measured in the same manner as in Example 1-4. The results are shown in Table 3.

Figure 2006302757
Figure 2006302757

表3から分かるように、実施例1−4と同様の結果が得られた。すなわち、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する他の化合物を含むようにした場合にも、サイクル特性を向上させることができることが分かった。   As can be seen from Table 3, the same results as in Example 1-4 were obtained. That is, it was found that the cycle characteristics can be improved even when the solvent contains another compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7.

(実施例4−1)
負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表される電池を作製した。その際、負極22の厚みを100μmとなるようにしたことを除き、他は実施例1−4と同様にして二次電池を作製した。なお、負極22の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分とリチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されるように、正極21と負極22との充電容量を設計した。また、完全充電時の開回路電圧が4.40Vとなるように正極活物質と負極活物質との量を調整した。
(Example 4-1)
A battery in which the capacity of the negative electrode 22 includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is represented by the sum thereof, was produced. At that time, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1-4 except that the thickness of the negative electrode 22 was set to 100 μm. The charge capacity of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 was designed so that the capacity of the negative electrode 22 includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is represented by the sum thereof. . Further, the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode active material were adjusted so that the open circuit voltage at the time of full charge was 4.40V.

実施例4−1に対する比較例4−1として、化7に示したサルファイト構造を有する化合物であるエチレンサルファイトを添加しなかったことを除き、他は実施例4−1と同様にして二次電池を作製した。   As Comparative Example 4-1 with respect to Example 4-1, except that ethylene sulfite, which is a compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, was not added, the same procedure was performed as in Example 4-1, except that A secondary battery was produced.

得られた実施例4−1および比較例4−1の二次電池について、実施例1−4と同様にして定格容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表4に示す。   For the obtained secondary batteries of Example 4-1 and Comparative example 4-1, the rated capacity and cycle characteristics were measured in the same manner as in Example 1-4. The results are shown in Table 4.

Figure 2006302757
Figure 2006302757

また、これらとは別に、同様に作製した実施例4−1および比較例4−1の二次電池を2個ずつ用意し、解体してリチウム金属が析出しているか否かを調べたところ、完全充電時には、負極22の表面にリチウム金属が析出していることが確認された。また、完全放電時には負極22の表面からリチウム金属が消失していた。すなわち、負極22の容量は、リチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されることが確認された。   Separately, two secondary batteries of Example 4-1 and Comparative Example 4-1 produced in the same manner were prepared, and it was disassembled to examine whether lithium metal was deposited. It was confirmed that lithium metal was deposited on the surface of the negative electrode 22 during full charge. In addition, lithium metal disappeared from the surface of the negative electrode 22 during complete discharge. That is, it was confirmed that the capacity of the negative electrode 22 includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is expressed by the sum thereof.

表4から分かるように、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含むようにすれば、負極22の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表され、更に、完全充電時の開回路電圧が4.25V以上6.00V以下の範囲内である二次電池の場合にも、サイクル特性を向上させることができることが分かった。   As can be seen from Table 4, if the solvent contains the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, the capacity of the negative electrode 22 is determined by the capacity component due to insertion and extraction of lithium and the capacity due to precipitation and dissolution of lithium. In addition, the cycle characteristics can be improved even in the case of a secondary battery that includes a component and is expressed by the sum thereof and has an open circuit voltage in the range of 4.25 V to 6.00 V during full charge. I understood that I could do it.

(実施例5−1,5−2)
負極活物質として、平均粒子径が3μmのケイ素粉末を用いて負極22を作製したことを除き、他は実施例1−4と同様にして実施例5−1の二次電池を作製した。また、負極活物質にスズを用い、銅箔よりなる負極集電体22Aの上に無電解鍍金法によりスズよりなる前駆層を形成し、真空中、200℃の条件で1時間熱処理を行うことにより負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製したことを除き、他は実施例1−4と同様にして実施例5−2の二次電池を作製した。その際、実施例5−2では、負極22の厚みが100μmとなるようにした。なお、負極22の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるように、正極21と負極22との電気化学当量比を設計した。
(Examples 5-1 and 5-2)
A secondary battery of Example 5-1 was produced in the same manner as in Example 1-4, except that the negative electrode 22 was produced using silicon powder having an average particle diameter of 3 μm as the negative electrode active material. Further, tin is used as the negative electrode active material, a precursor layer made of tin is formed on the negative electrode current collector 22A made of copper foil by an electroless plating method, and heat treatment is performed in vacuum at 200 ° C. for 1 hour. A secondary battery of Example 5-2 was produced in the same manner as in Example 1-4 except that the negative electrode active material layer 22B was formed by the above and the negative electrode 22 was produced. At that time, in Example 5-2, the thickness of the negative electrode 22 was set to 100 μm. In addition, the electrochemical equivalent ratio of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 was designed so that the capacity | capacitance of the negative electrode 22 was represented by the capacity | capacitance component by occlusion and discharge | release of lithium.

実施例5−1,5−2に対する比較例5−1,5−2として、化7に示したエチレンサルファイト構造を有する化合物であるエチレンサルファイトを添加しなかったことを除き、他は実施例5−1,5−2と同様にして二次電池を作製した。   As Comparative Examples 5-1 and 5-2 with respect to Examples 5-1 and 5-2, except that ethylene sulfite, which is a compound having an ethylene sulfite structure shown in Chemical Formula 7, was not added, the others were carried out. Secondary batteries were fabricated in the same manner as in Examples 5-1 and 5-2.

得られた実施例5−1,5−2および比較例5−1,5−2の二次電池について、実施例1−4と同様にして定格容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表5に示す。   For the obtained secondary batteries of Examples 5-1 and 5-2 and Comparative examples 5-1 and 5-2, the rated capacity and the cycle characteristics were measured in the same manner as in Example 1-4. The results are shown in Table 5.

Figure 2006302757
Figure 2006302757

表5から分かるように、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含むようにすれば、負極22に、他の負極活物質を用い、完全充電時の開回路電圧が4.25V以上6.00V以下の範囲内である二次電池の場合にも、サイクル特性を向上させることができることが分かった。   As can be seen from Table 5, if the solvent contains the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, the other anode active material is used for the anode 22, and the open circuit voltage during full charge is 4.25V. It has been found that the cycle characteristics can be improved also in the case of a secondary battery having a range of 6.00 V or less.

(実施例6−1,6−2)
正極活物質として、平均粒子径が10μmのコバルト酸リチウム(LiCoO2 )を用いたことを除き、他は実施例1−4と同様にして実施例6−1の二次電池を作製した。また、正極活物質として、LiNi0.50Co0.20Mn0.302 の半分の量を、コバルト酸リチウム(LiCoO2 )に代えたことを除き、他は実施例1−4と同様にして実施例6−2の二次電池を作製した。
(Examples 6-1 and 6-2)
A secondary battery of Example 6-1 was produced in the same manner as in Example 1-4, except that lithium cobaltate (LiCoO 2 ) having an average particle diameter of 10 μm was used as the positive electrode active material. In addition, Example 6 was carried out in the same manner as in Example 1-4, except that as the positive electrode active material, half of LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 was replaced with lithium cobaltate (LiCoO 2 ). A secondary battery of 2 was produced.

実施例6−1,6−2に対する比較例6−1,6−2として、化7に示したサルファイト構造を有する化合物であるエチレンサルファイトを添加しなかったことを除き、他は実施例6−1,6−2と同様にして二次電池を作製した。   As Comparative Examples 6-1 and 6-2 with respect to Examples 6-1 and 6-2, except that ethylene sulfite, which is a compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, was not added, the other examples Secondary batteries were fabricated in the same manner as in 6-1 and 6-2.

得られた実施例6−1,6−2および比較例6−1,6−2の二次電池について、実施例1−4と同様にして定格容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表6に示す。   For the obtained secondary batteries of Examples 6-1 and 6-2 and Comparative examples 6-1 and 6-2, the rated capacity and the cycle characteristics were measured in the same manner as in Example 1-4. The results are shown in Table 6.

Figure 2006302757
Figure 2006302757

表6から分かるように、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含むようにすれば、他の正極活物質を用い、完全充電時の開回路電圧が4.25V以上6.00V以下の範囲内である二次電池の場合にも、サイクル特性を向上させることができることが分かった。   As can be seen from Table 6, if the solvent contains the compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, the open circuit voltage during full charge is 4.25 V or more and 6.00 V using another positive electrode active material. It was found that the cycle characteristics can be improved also in the case of a secondary battery within the following range.

(実施例7−1)
図3および図4に示した二次電池を作製した。まず、実施例1−4と同様にして正極33および負極34を作製した。そののち、正極33および負極34の一端に正極リード31および負極リード32を取り付けた。
(Example 7-1)
The secondary battery shown in FIGS. 3 and 4 was produced. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 were produced in the same manner as in Example 1-4. After that, the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 were attached to one end of the positive electrode 33 and the negative electrode 34.

次いで、電解液と、高分子化合物であるポリフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体とを、混合溶剤に溶解し、前駆溶液を作製した。その際、電解液と高分子化合物との質量比は、電解液:高分子化合物=92:8とした。また、電解液は、溶媒として炭酸エチレンと炭酸プロピレンと炭酸ビニレンとを、炭酸エチレン:炭酸プロピレン:炭酸ビニレン=46:46:4の質量比で混合した溶媒に、化7に示したサルファイト構造を有する化合物としてエチレンサルファイトを添加し、更に、電解質塩としてLiPF6 を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた。エチレンサルファイトの含有量は、溶媒に対して5質量%となるようにした。 Next, an electrolytic solution and a copolymer of polyvinylidene fluoride and hexafluoropropylene, which are polymer compounds, were dissolved in a mixed solvent to prepare a precursor solution. At that time, the mass ratio of the electrolytic solution to the polymer compound was set to electrolyte solution: polymer compound = 92: 8. In addition, the electrolytic solution is a sulfite structure shown in Chemical Formula 7 in a solvent in which ethylene carbonate, propylene carbonate, and vinylene carbonate are mixed as a solvent in a mass ratio of ethylene carbonate: propylene carbonate: vinylene carbonate = 46: 46: 4. A compound in which ethylene sulfite was added as a compound having an amount of LiPF 6 and LiPF 6 was dissolved to 1.0 mol / kg as an electrolyte salt was used. The content of ethylene sulfite was set to 5% by mass with respect to the solvent.

続いて、得られた前駆溶液を正極33および負極34にコーティング装置を用いて塗布し、混合溶剤を揮発させて厚み5μmの電解質層36を形成した。   Subsequently, the obtained precursor solution was applied to the positive electrode 33 and the negative electrode 34 using a coating apparatus, and the mixed solvent was volatilized to form an electrolyte layer 36 having a thickness of 5 μm.

そののち、正極33と負極34とを、電解質層36が形成された面が対向するように、厚み9μmのポリエチレンからなるセパレータ35を介して積層し、巻回して巻回電極体30を形成した。   After that, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 were laminated through a separator 35 made of polyethylene having a thickness of 9 μm so that the surface on which the electrolyte layer 36 was formed was opposed, and wound to form the wound electrode body 30. .

得られた巻回電極体30を防湿性アルミラミネートフィルムよりなる外装部材40に真空封入することにより、厚み3.8mm、幅3.4cm、高さ5cmの二次電池を作製した。   The obtained wound electrode body 30 was vacuum-sealed in an exterior member 40 made of a moisture-proof aluminum laminate film to produce a secondary battery having a thickness of 3.8 mm, a width of 3.4 cm, and a height of 5 cm.

実施例7−1に対する比較例7−1として、化7に示したサルファイト構造を有する化合物であるエチレンサルファイトを添加しなかったことを除き、他は実施例7−1と同様にして二次電池を作製した。   As Comparative Example 7-1 with respect to Example 7-1, except that ethylene sulfite, which is a compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, was not added, the others were the same as in Example 7-1. A secondary battery was produced.

得られた実施例7−1および比較例7−1の二次電池について、実施例1−4と同様にして定格容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表7に示す。   For the obtained secondary batteries of Example 7-1 and Comparative Example 7-1, the rated capacity and the cycle characteristics were measured in the same manner as in Example 1-4. The results are shown in Table 7.

Figure 2006302757
Figure 2006302757

表7から分かるように、溶媒に化7に示したサルファイト構造を有する化合物を含むようにすれば、ゲル状の電解質を用い、更に、完全充電時の開回路電圧が4.25V以上6.00V以下の範囲内である二次電池の場合にも、サイクル特性を向上させることができることが分かった。   As can be seen from Table 7, if the solvent contains a compound having the sulfite structure shown in Chemical Formula 7, a gel electrolyte is used, and the open circuit voltage during full charge is 4.25 V or higher. It was found that the cycle characteristics can be improved even in the case of a secondary battery in the range of 00 V or less.

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態および実施例においては、電極反応物質としてリチウムを用いる場合について説明したが、ナトリウム(Na)あるいはカリウム(K)などの他の1A族元素、またはマグネシウムあるいはカルシウム(Ca)などの2A族元素、またはアルミニウムなどの他の軽金属、またはリチウムあるいはこれらの合金を用いる場合についても、本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。その際、負極活物質には、上記実施の形態で説明したような負極材料を同様にして用いることができる。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the above embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above embodiments and examples, the case where lithium is used as the electrode reactant has been described. However, other Group 1A elements such as sodium (Na) or potassium (K), or magnesium or calcium (Ca), etc. The present invention can also be applied to the case of using the 2A group element, other light metals such as aluminum, lithium, or alloys thereof, and the same effects can be obtained. At that time, as the negative electrode active material, the negative electrode material described in the above embodiment can be used in the same manner.

また、上記実施の形態および実施例においては、巻回構造を有する二次電池について説明したが、本発明は、正極および負極を折り畳んだりあるいは積み重ねた構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。加えて、いわゆるコイン型,ボタン型あるいは角型などの二次電池についても適用することができる。また、二次電池に限らず、一次電池についても適用することができる。   In the above embodiments and examples, the secondary battery having a winding structure has been described. However, the present invention is similarly applied to a secondary battery having a structure in which a positive electrode and a negative electrode are folded or stacked. be able to. In addition, the present invention can also be applied to a so-called coin type, button type, or square type secondary battery. Moreover, not only a secondary battery but a primary battery is applicable.

本発明の一実施の形態に係る二次電池の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示した二次電池における巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。It is sectional drawing which expands and represents a part of winding electrode body in the secondary battery shown in FIG. 本発明の他の実施の形態に係る二次電池の構成を表す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view showing the structure of the secondary battery which concerns on other embodiment of this invention. 図3で示した巻回電極体のI−I線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II line | wire of the winding electrode body shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…電池缶、12,13…絶縁板、14…電池蓋、15…安全弁機構,15A…ディスク板、16…熱感抵抗素子、17…ガスケット、20,30…巻回電極体、21,33…正極、21A,33A…正極集電体、21B,33B…正極活物質層、22,34…負極、22A,34A…負極集電体、22B,34B…負極活物質層、23,35…セパレータ、24…センターピン、25,31…正極リード、26,32…負極リード、36…電解質層、37…保護テープ、40…外装部材、41…密着フィルム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery can, 12, 13 ... Insulation board, 14 ... Battery cover, 15 ... Safety valve mechanism, 15A ... Disc board, 16 ... Heat sensitive resistance element, 17 ... Gasket, 20, 30 ... Winding electrode body, 21, 33 ... Positive electrode, 21A, 33A ... Positive electrode current collector, 21B, 33B ... Positive electrode active material layer, 22, 34 ... Negative electrode, 22A, 34A ... Negative electrode current collector, 22B, 34B ... Negative electrode active material layer, 23, 35 ... Separator , 24 ... Center pin, 25, 31 ... Positive electrode lead, 26, 32 ... Negative electrode lead, 36 ... Electrolyte layer, 37 ... Protective tape, 40 ... Exterior member, 41 ... Adhesion film.

Claims (12)

正極および負極と共に、溶媒を含む電解質を備えた電池であって、
一対の正極および負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が4.25V以上6.00V以下の範囲内であり、
前記溶媒は、化1に示したサルファイト構造を有する化合物を含む
ことを特徴とする電池。
Figure 2006302757
A battery including an electrolyte containing a solvent together with a positive electrode and a negative electrode,
The open circuit voltage in a fully charged state per pair of positive electrode and negative electrode is in the range of 4.25V to 6.00V,
The battery includes a compound having a sulfite structure shown in Chemical Formula 1.
Figure 2006302757
前記サルファイト構造を有する化合物の含有量は、溶媒に対して0.01質量%以上20質量%以下の範囲内である
ことを特徴とする請求項1記載の電池。
The battery according to claim 1, wherein the content of the compound having a sulfite structure is in a range of 0.01% by mass to 20% by mass with respect to the solvent.
前記サルファイト構造を有する化合物は、化2に示した環状のサルファイトおよび化3に示した鎖状のサルファイトからなる群のうちの少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1記載の電池。
Figure 2006302757
(式中、R1は炭化水素基、または任意の1以上の原子よりなる分子構造を表す。)
Figure 2006302757
(式中、R2,R3は、炭化水素基、または任意の1以上の原子よりなる分子構造を表す。)
The compound having a sulfite structure includes at least one selected from the group consisting of a cyclic sulfite shown in Chemical Formula 2 and a chain sulfite shown in Chemical Formula 3. battery.
Figure 2006302757
(In the formula, R1 represents a hydrocarbon group or a molecular structure composed of any one or more atoms.)
Figure 2006302757
(In the formula, R2 and R3 each represent a hydrocarbon group or a molecular structure composed of any one or more atoms.)
前記サルファイト構造を有する化合物は、化4に示したエチレンサルファイトを含むことを特徴とする請求項1記載の電池。
Figure 2006302757
The battery according to claim 1, wherein the compound having a sulfite structure includes ethylene sulfite represented by Chemical Formula 4.
Figure 2006302757
前記サルファイト構造を有する化合物は、化5に示した環状のサルファイトを含むことを特徴とする請求項1記載の電池。
Figure 2006302757
(式中、R4,R5は炭化水素基、または任意の1以上の原子よりなる分子構造を表し、XはO,N,P,またはP=Oを含む分子構造を表す。)
The battery according to claim 1, wherein the compound having a sulfite structure includes the cyclic sulfite shown in Chemical formula 5.
Figure 2006302757
(In the formula, R 4 and R 5 represent a hydrocarbon group or a molecular structure composed of any one or more atoms, and X represents a molecular structure containing O, N, P, or P═O.)
前記サルファイト構造を有する化合物は、化6に示したエリスリタンサルファイト(II)を含むことを特徴とする請求項1記載の電池。
Figure 2006302757
The battery according to claim 1, wherein the compound having a sulfite structure includes erythritan sulfite (II) shown in Chemical Formula 6.
Figure 2006302757
前記正極は、化7に示したリチウム複合酸化物を含むことを特徴とする請求項1記載の電池。
Figure 2006302757
(式中、M1は、コバルト(Co),マグネシウム(Mg),アルミニウム(Al),ホウ素(B),チタン(Ti),バナジウム(V),クロム(Cr),鉄(Fe),銅(Cu),亜鉛(Zn),ジルコニウム(Zr),モリブデン(Mo),スズ(Sn),カルシウム(Ca),ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。f,g,h,jおよびkは、0.8≦f≦1.2、0<g<0. 5、0≦h≦0. 5、g+h<1、−0. 1≦j≦0. 2、0≦k≦0.1の範囲内の値である。)
The battery according to claim 1, wherein the positive electrode includes a lithium composite oxide represented by Chemical Formula 7.
Figure 2006302757
(In the formula, M1 is cobalt (Co), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu ), Zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). g, h, j and k are 0.8 ≦ f ≦ 1.2, 0 <g <0.5, 0 ≦ h ≦ 0.5, g + h <1, −0.1 ≦ j ≦ 0.2, (It is a value within the range of 0 ≦ k ≦ 0.1.)
前記負極は、炭素材料を含むことを特徴とする請求項1記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the negative electrode includes a carbon material. 前記負極は、黒鉛を含むことを特徴とする請求項1記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the negative electrode contains graphite. 前記負極は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であり、構成元素として金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を含む負極材料を含有することを特徴とする請求項1記載の電池。   The negative electrode is capable of inserting and extracting an electrode reactant, and contains a negative electrode material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element. battery. 前記負極は、ケイ素(Si)およびスズのうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料を含有することを特徴とする請求項1記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the negative electrode contains a material containing at least one of silicon (Si) and tin as a constituent element. 前記負極の容量は、電極反応物質の吸蔵および放出による容量成分と、電極反応物質の析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和で表される
ことを特徴とする請求項1記載の電池。
2. The battery according to claim 1, wherein the capacity of the negative electrode includes a capacity component due to occlusion and release of the electrode reactant and a capacity component due to precipitation and dissolution of the electrode reactant, and is expressed as a sum thereof. .
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