JP2006339009A - Non-aqueous electrolyte battery and battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非水電解質電池と、この非水電解質電池の組電池を備えた電池パックに関するものである。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery and a battery pack including the assembled battery of the non-aqueous electrolyte battery.
非水電解質電池のサイクル特性を向上させる手段として例えばジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウムと、LiPF6とを用いた電解質を用いることが知られている(例えば特許文献1)。しかしながら、特許文献1に記載の電解質を備えた電池は、急速充電のような高負荷電流での高温サイクル特性が十分でない。
本発明は、高温下での高負荷電流サイクル特性に優れた非水電解質電池と、この非水電解質電池を備えた電池パックとを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the nonaqueous electrolyte battery excellent in the high load current cycle characteristic under high temperature, and the battery pack provided with this nonaqueous electrolyte battery.
本発明に係る非水電解質電池は、正極と、
負極と、
γ−ブチロラクトンを含む非水溶媒と、前記非水溶媒に溶解され、LiBF4及び/またはLiPF6からなるフッ素系リチウム塩と化2に示されるジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウムとを含有する電解質塩とを含む非水電解質と
を具備することを特徴とするものである。
A negative electrode,
a non-aqueous solvent containing γ-butyrolactone, a fluorine-based lithium salt dissolved in the non-aqueous solvent and composed of LiBF 4 and / or LiPF 6 and difluoro (trifluoro-2-oxide-2-trifluoro And a nonaqueous electrolyte containing an electrolyte salt containing methylpropionate (2-)-0,0) lithium borate.
本発明に係る電池パックは、前記非水電解質電池の組電池を具備することを特徴とする。前記組電池において、前記非水電解質電池は、直列もしくは並列に電気的に接続されていることが望ましい。 The battery pack according to the present invention includes the assembled battery of the nonaqueous electrolyte battery. In the assembled battery, it is preferable that the nonaqueous electrolyte batteries are electrically connected in series or in parallel.
また、前記電池パックは、前記非水電解質電池の電池電圧を検知できる保護回路を具備することが可能である。さらに、前記電池パックは車載用とすることができる。 The battery pack may include a protection circuit that can detect a battery voltage of the nonaqueous electrolyte battery. Furthermore, the battery pack can be used on a vehicle.
本発明によれば、高温下での高負荷電流サイクル特性に優れた非水電解質電池と、この非水電解質電池を備えた電池パックとを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nonaqueous electrolyte battery excellent in the high load current cycle characteristic under high temperature and the battery pack provided with this nonaqueous electrolyte battery can be provided.
本発明によれば、高温下での高負荷電流サイクル特性に非常に優れた非水電解質電池を得ることができる。ジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウムは、高温サイクル特性については十分ではなく、さらに高負荷電流を流すような使用には適さないという問題がある。そこで、高温での高負荷電流サイクル特性を向上させるように鋭意研究を進めた結果、電解質塩としてLiBF4及び/またはLiPF6からなるフッ素系リチウム塩と、下記化3に示されるジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウムとを含み、非水溶媒としてγ−ブチロラクトン(GBL)を含むことにより、上記目的が達成されることを見出したのである。
すなわち、GBLは熱安定性が高くて高温でのサイクル特性に有利な反面、電極との反応性が高い。電極との反応性が大きいのは、GBLは比較的HOMOが高く(電子を引き抜かれやすい、すなわち酸化されやすい)、かつLUMOが低い(電子をもらいやすい、すなわち還元されやすい)ためであると考えられる。上記化3で表されるホウ酸リチウムは、初充電時に正極及び負極表面にGBLに対して安定な保護皮膜を形成することができると共に、サイクル中の充電時にも保護皮膜形成反応が生じるため、保護皮膜の再生が可能であり、初充電時のみ皮膜形成反応を生じるビニレンカーボネート(VC)などに比較して緻密な保護皮膜を形成することができる。しかしながら、電解質塩がこのホウ酸リチウムのみであると、保護皮膜の形成が充放電中に継続して生じるため、サイクル末期に皮膜が厚くなりすぎ、急激な容量劣化が確認される。フッ素系リチウム塩は、ホウ酸リチウムよりも電気化学的な安定性が高く、ホウ酸リチウムの保護皮膜形成を適度に抑えることができるため、保護皮膜のイオン伝導性を向上することができる。その結果、急速充電時のイオン拡散が保護皮膜で律速されるのを回避することができると共に、高温下での正極及び負極とGBLとの反応を十分に抑制することができる。また、フッ素系リチウム塩は、ホウ酸リチウムよりも導電率が高く、非水電解質の導電率の向上にも寄与することができる。これらの結果、高温下での高負荷電流サイクル特性を向上することができる。
That is, GBL has high thermal stability and is advantageous for cycle characteristics at high temperatures, but has high reactivity with the electrode. The reason why the reactivity with the electrode is large is considered that GBL has a relatively high HOMO (easily withdrawing electrons, that is, is easily oxidized) and low LUMO (easily receives electrons, that is, is easily reduced). It is done. Lithium borate represented by the above
電解質塩は下記(A)式で規定されるモル比率を有することが望ましい。 The electrolyte salt desirably has a molar ratio defined by the following formula (A).
0.05≦(M1/M2)≦1.5 (A)
但し、M1は前記フッ素系リチウム塩のモル数で、M2は前記ホウ酸リチウムのモル数を示す。
0.05 ≦ (M 1 / M 2 ) ≦ 1.5 (A)
However, M 1 is at the number of moles of the fluorine-based lithium salt, M 2 represents the number of moles of said lithium borate.
混合塩のモル比率(M1/M2)を0.05未満にすると、サイクル特性向上について十分な効果を得られない恐れがある。一方、モル比率(M1/M2)が1.5を超えると、非水電解質の導電性が低下して高負荷電流を流すような使用に適さないばかりか、サイクル末期の容量劣化が激しくなる恐れがある。さらに好ましい範囲は、0.1≦(M1/M2)≦1.5である。 When the molar ratio (M 1 / M 2 ) of the mixed salt is less than 0.05, there is a possibility that a sufficient effect for improving the cycle characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the molar ratio (M 1 / M 2 ) exceeds 1.5, not only is the non-aqueous electrolyte less conductive and not suitable for high-load current use, but capacity degradation at the end of the cycle is severe. There is a fear. A more preferable range is 0.1 ≦ (M 1 / M 2 ) ≦ 1.5.
以下、正極、負極及び非水電解質について説明する。 Hereinafter, the positive electrode, the negative electrode, and the nonaqueous electrolyte will be described.
1)正極
正極は、例えば、正極活物質に導電剤および結着剤を添加し、これらを適当な溶媒に懸濁させ、懸濁物をアルミニウム箔などの集電体に塗布、乾燥、プレスして帯状電極にすることにより作製される。
1) Positive electrode For example, a positive electrode is prepared by adding a conductive agent and a binder to a positive electrode active material, suspending them in an appropriate solvent, applying the suspension to a current collector such as an aluminum foil, drying, and pressing. It is produced by forming a strip electrode.
前記正極活物質は、種々の酸化物、硫化物などが挙げられる。例えば、二酸化マンガン(MnO2)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn2O4またはLixMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(LixCoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物{例えばLiNi1-y-zCoyMzO2(MはAl,Cr及びFeよりなる群から選択される少なくとも1種類の元素)、0≦y≦0.5、0≦z≦0.1}、リチウムマンガンコバルト複合酸化物{例えばLiMn1-y-zCoyMzO2(MはAl,Cr及びFeよりなる群から選択される少なくとも1種類の元素)、0≦y≦0.5、0≦z≦0.1}、リチウムマンガンニッケル複合化合物{例えばLiMnxNixM1-2xO2(MはCo,Cr,Al及びFeよりなる群から選択される少なくとも1種類の元素)、1/3≦x≦1/2、例えば、LiMn1/3Ni1/3Co1/3O2、LiMn1/2Ni1/2O2}、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物(LixMn2-yNiyO4)、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物(LixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixCoPO4など)、硫酸鉄(Fe2(SO4)3)、バナジウム酸化物(例えばV2O5)などが挙げられる。また、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料、イオウ(S)、フッ化カーボンなどの有機材料および無機材料も挙げられる。より好ましい二次電池用の正極は、電池電圧が高いリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンニッケル複合化合物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄などが挙げられる。なお、上記に好ましい範囲の記載がないx、y、zについては0以上1以下であることが好ましい。また、一次電池用の正極には、二酸化マンガン、酸化鉄、酸化銅、硫化鉄、フッ化カーボンなどが挙げられる。
Examples of the positive electrode active material include various oxides and sulfides. For example, manganese dioxide (MnO 2 ), iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium manganese composite oxide (eg, Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ), lithium nickel composite oxide (eg, Li x NiO 2 ) , Lithium cobalt composite oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide {for example, LiNi 1-yz Co y M z O 2 (M is at least one selected from the group consisting of Al, Cr and Fe) Element), 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.1}, lithium manganese cobalt composite oxide {for example, LiMn 1-yz Co y M z O 2 (M is a group consisting of Al, Cr and Fe) At least one selected element), 0 ≦ y ≦ 0.5, 0 ≦ z ≦ 0.1}, lithium manganese nickel composite compound {for example, LiMn x Ni x M 1-2x O 2 (M is Co, Cr) , A And at least one element selected from the group consisting of Fe), 1/3 ≦ x ≦ 1/2, for example, LiMn 1/3 Ni 1/3 Co 1/3 O 2,
前記導電剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛等を挙げることができる。 Examples of the conductive agent include acetylene black, ketjen black, and graphite.
前記結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴムなどが挙げられる。 Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), and fluorine-based rubber.
前記正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質80〜95重量%、導電剤3〜18重量%、結着剤2〜7重量%の範囲にすることが好ましい
ここで、正極内には活物質、導電剤及び結着剤以外の成分としてSnを添加することが好ましい。Snを添加することで非水電解質と正極との化学反応を抑制することができ、サイクル特性の向上につながる。Snの添加量は活物質に対し0.5重量%以上、20重量%以下の範囲内とすることが好ましい。これは、0.5重量%よりも少ないとSn添加の効果が十分でなく、20重量%よりも多いと容量低下を招く恐れがある。Snは、正極活物質の原料に添加することができ、これにより正極活物質とLi2SnO3のようなSnを含む化合物との混合物を得ることができる。また、正極活物質にSnを混合したものでも十分な効果を得ることができる。
The mixing ratio of the positive electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 80 to 95% by weight of the positive electrode active material, 3 to 18% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder. In addition, it is preferable to add Sn as a component other than the active material, the conductive agent, and the binder in the positive electrode. By adding Sn, a chemical reaction between the nonaqueous electrolyte and the positive electrode can be suppressed, which leads to improvement in cycle characteristics. The amount of Sn added is preferably in the range of 0.5 wt% or more and 20 wt% or less with respect to the active material. If the amount is less than 0.5% by weight, the effect of adding Sn is not sufficient, and if the amount is more than 20% by weight, the capacity may be reduced. Sn can be added to the raw material of the positive electrode active material, whereby a mixture of the positive electrode active material and a compound containing Sn such as Li 2 SnO 3 can be obtained. A sufficient effect can be obtained even when Sn is mixed with the positive electrode active material.
2)負極
負極は、例えば、粉末状の負極活物質に結着剤を添加し、これらを適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物を銅箔などの金属集電体に塗布、乾燥、プレスして帯状電極にすることにより作製される。必要に応じて導電剤を添加しても良い。導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛等、金属粉末等を挙げることができる。前記負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質80〜98重量%、導電剤0〜18重量%、結着剤2〜7重量%の範囲にすることが好ましい。
2) Negative electrode For example, the negative electrode is prepared by adding a binder to a powdered negative electrode active material, suspending these in an appropriate solvent, applying the suspension to a metal current collector such as a copper foil, and drying. It is produced by pressing into a strip electrode. You may add a electrically conductive agent as needed. Examples of the conductive agent include acetylene black, ketjen black, graphite, and metal powder. The compounding ratio of the negative electrode active material, the conductive agent and the binder is preferably in the range of 80 to 98% by weight of the negative electrode active material, 0 to 18% by weight of the conductive agent, and 2 to 7% by weight of the binder.
前記結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。 Examples of the binder include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluorine rubber, and styrene butadiene rubber.
負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵放出する材料が好ましく、リチウム金属、リチウム合金、炭素質物、又は金属化合物を挙げることができる。 The negative electrode active material is preferably a material that occludes and releases lithium ions, and examples thereof include lithium metal, a lithium alloy, a carbonaceous material, and a metal compound.
リチウム合金としてはリチウムアルミニウム合金、リチウム亜鉛合金、リチウムマグネシウム合金、リチウム珪素合金、リチウム鉛合金などが挙げられる。リチウム合金箔を用いる場合はそのまま帯状電極として用いてもよい。 Examples of the lithium alloy include a lithium aluminum alloy, a lithium zinc alloy, a lithium magnesium alloy, a lithium silicon alloy, and a lithium lead alloy. When a lithium alloy foil is used, it may be used as a strip electrode as it is.
リチウムイオンを吸蔵放出する炭素質物は、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、樹脂焼成炭素を挙げることができる。よりこのましい炭素質物は、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素が挙げられる。炭素質物のX線回折による(002)面の面間隔d002は0.340nm以下であることが好ましい。 Examples of the carbonaceous material that absorbs and releases lithium ions include natural graphite, artificial graphite, coke, vapor grown carbon fiber, mesophase pitch carbon fiber, spherical carbon, and resin-fired carbon. More preferable carbonaceous materials include vapor grown carbon fiber, mesophase pitch carbon fiber, and spherical carbon. Plane spacing d 002 of (002) plane by X-ray diffraction of the carbonaceous material is preferably not more than 0.340 nm.
金属化合物として、例えば、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物などが挙げられる。例えば金属酸化物としてチタン酸リチウム{例えば、Li4+xTi5O12、xは−1≦x≦3}、タングステン酸化物(例えばWO3)、アモルファススズ酸化物、スズ珪素酸化物(例えばSnSiO3)、酸化珪素(例えばSiO)などが挙げられる。金属硫化物として硫化リチウム(例えばTiS2)、硫化モリブデン(例えばMoS2)、硫化鉄(例えばFeS、FeS2、LixFeS2)などが挙げられる。金属窒化物としてリチウムコバルト窒化物(LixCoyN、0<x<4、0<y<0.5)などが挙げられる。 Examples of the metal compound include metal oxides, metal sulfides, metal nitrides, and the like. For example, as a metal oxide, lithium titanate {for example, Li 4 + x Ti 5 O 12 , x is −1 ≦ x ≦ 3}, tungsten oxide (for example, WO 3 ), amorphous tin oxide, tin silicon oxide (for example, SnSiO 3 ), silicon oxide (for example, SiO), and the like. Examples of the metal sulfide include lithium sulfide (eg, TiS 2 ), molybdenum sulfide (eg, MoS 2 ), and iron sulfide (eg, FeS, FeS 2 , Li x FeS 2 ). Examples of the metal nitride include lithium cobalt nitride (Li x Co y N, 0 <x <4, 0 <y <0.5).
中でも、負極活物質は、金属リチウムの電位に対して0.4V以上の電位でリチウムを吸蔵するものが好ましい。化3で表されるホウ酸リチウムは、還元側の電気化学的安定性がそれほど高くないため、金属リチウムの電位に対して0.4V未満の電位でリチウムを吸蔵する負極活物質(例えば炭素質物)を用い、高負荷電流で充放電サイクルを行った場合、ホウ酸リチウムが優先的に還元分解されサイクル特性が悪くなる可能性がある。金属リチウムの電位に対して0.4V以上の電位でリチウムを吸蔵する負極活物質の中では、チタン酸リチウム、硫化鉄が特に好ましい。このような負極活物質は、リチウムの吸蔵・放出の可逆性に優れているからである。
Among them, the negative electrode active material is preferably a material that occludes lithium at a potential of 0.4 V or more with respect to the potential of metallic lithium. Since lithium borate represented by
また、チタン酸リチウムのBET法による比表面積は7g/m2以上、100g/m2以下の範囲内であることが好ましい。比表面積が7g/m2未満であると、負極の導電性が低いために急速充電の際に負極インピーダンスが高くなり、急速充電特性が低下する可能性がある。比表面積が100g/m2より大きいと、電解液との反応性が高くなりサイクル特性が低下する恐れがある。 Moreover, it is preferable that the specific surface area by BET method of lithium titanate exists in the range of 7 g / m < 2 > or more and 100 g / m < 2 > or less. If the specific surface area is less than 7 g / m 2 , the conductivity of the negative electrode is low, so that the negative electrode impedance increases during rapid charging, and the rapid charging characteristics may be degraded. When the specific surface area is larger than 100 g / m 2 , the reactivity with the electrolytic solution is increased and the cycle characteristics may be deteriorated.
3)非水電解質
非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解される電解質塩とを含有する。また、非水溶媒中にはポリマーを含んでもよい。
3) Nonaqueous electrolyte A nonaqueous electrolyte contains a nonaqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the nonaqueous solvent. Further, the non-aqueous solvent may contain a polymer.
電解質塩は、LiBF4及び/またはLiPF6からなるフッ素系リチウム塩と、前述した化3に示されるジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウムとを含む。また、非水溶媒はγ−ブチロラクトンを含む。 The electrolyte salt includes a fluorine-based lithium salt composed of LiBF 4 and / or LiPF 6 and difluoro (trifluoro-2-oxide-2-trifluoro-methylpropionate (2-)-0, 0) Lithium borate. The non-aqueous solvent includes γ-butyrolactone.
電解質塩には、前述したフッ素系リチウム塩とホウ酸リチウム以外に、ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム(LiTFSI)、リチウムトリフルオロメチルトリフレート(LiTFS)、ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム(LiBETI)、LiClO4、LiAsF6及びLiSbF6等から選択される一種類以上含んでいてもよい。 In addition to the fluorine-based lithium salt and lithium borate described above, the electrolyte salt includes bistrifluoromethanesulfonylamide lithium (LiTFSI), lithium trifluoromethyltriflate (LiTFS), bispentafluoroethanesulfonylamide lithium (LiBETI), LiClO. 4 , one or more kinds selected from LiAsF 6 and LiSbF 6 may be included.
電解質塩濃度は、1.5M以上、3M以下の範囲内とすることが好ましい。電解質塩濃度を1.5M未満にすると、前述した化3のホウ酸リチウムの分解だけでなく、GBLの分解反応も進み、高温での高負荷電流サイクル特性の改善が困難になる。一方、電解質塩濃度が3Mを超えると、粘度が上昇するため、高温での高負荷電流サイクル特性の改善が困難になる。より好ましい範囲は1.5M以上、2.5M以下である。
The electrolyte salt concentration is preferably in the range of 1.5M or more and 3M or less. When the electrolyte salt concentration is less than 1.5M, not only the above-described decomposition of lithium borate in
非水溶媒中のγ−ブチロラクトン(GBL)の含有量は25体積%以上、88体積%以下の範囲内とすることが好ましい。GBLの量が25体積%よりも少ないと、十分な熱安定性向上の効果を得られない可能性がある。GBLの量が88体積%を超えると、フッ素系リチウム塩とホウ酸リチウムを使用していてもサイクル特性の改善が望めない可能性がある。さらに好ましい範囲は、40体積%以上、80体積%以下の範囲内である。 The content of γ-butyrolactone (GBL) in the non-aqueous solvent is preferably in the range of 25% by volume to 88% by volume. When the amount of GBL is less than 25% by volume, there is a possibility that a sufficient effect of improving the thermal stability cannot be obtained. If the amount of GBL exceeds 88% by volume, it may not be possible to improve the cycle characteristics even when a fluorine-based lithium salt and lithium borate are used. A more preferable range is in the range of 40% by volume to 80% by volume.
GBL以外の溶媒成分は、特に限定されるものではなく、有機溶媒やイオン性液体を挙げることができる。有機溶媒としては、プロピレンカーボネート(PC:40℃での誘電率が65)、エチレンカーボネート(EC:20℃での誘電率が90)、1,2−ジメトキシエタン(DME)、γ−ブチロラクトン(GBL:20℃での誘電率が42)、テトラヒドロフラン(THF:20℃での誘電率が7.4)、2−メチルテトラヒドロフラン(2−MeHF:20℃での誘電率が6.2)、1,3−ジオキソラン(20℃での誘電率が7.1)、スルホラン(30℃での誘電率が42)、アセトニトリル(AN:20℃での誘電率が38)、ジエチルカーボネート(DEC:20℃での誘電率が2.8)、ジメチルカーボネイト(DMC:20℃での誘電率が3.1)、メチルエチルカーボネイト(MEC:20℃での誘電率が2.9)、ジプロピルカーボネート(DPC)等を挙げることができる。 Solvent components other than GBL are not particularly limited, and examples thereof include organic solvents and ionic liquids. Examples of the organic solvent include propylene carbonate (PC: dielectric constant at 40 ° C. of 65), ethylene carbonate (EC: dielectric constant at 20 ° C. of 90), 1,2-dimethoxyethane (DME), γ-butyrolactone (GBL : Dielectric constant at 20 ° C is 42), tetrahydrofuran (THF: dielectric constant at 20 ° C is 7.4), 2-methyltetrahydrofuran (2-MeHF: dielectric constant at 20 ° C is 6.2), 1, 3-dioxolane (dielectric constant at 20 ° C. is 7.1), sulfolane (dielectric constant at 30 ° C. is 42), acetonitrile (AN: dielectric constant at 20 ° C. is 38), diethyl carbonate (DEC: at 20 ° C.) Dielectric constant of 2.8), dimethyl carbonate (DMC: dielectric constant at 20 ° C: 3.1), methyl ethyl carbonate (MEC: dielectric constant at 20 ° C of 2.9), Dipro Le carbonate (DPC), and the like.
一方、イオン性液体としては、イミダゾリウム塩、四級アンモニウム塩、ピロリジウム塩及びピペリジウム塩よりなる群から選択されるカチオン種と、BF4、PF6、ビストリフルオロメタンスルホニルアミドアニオン(TFSI)、トリフルオロメチルトリフレートアニオン(TFS)、ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドアニオン(BETI)、ジシアナミドアニオン(DCA)及びClよりなる群から選択されるアニオン種とを備えるものを挙げることができる。前記溶媒成分は1種類でもよいし2種類以上含んでもよい。 On the other hand, examples of the ionic liquid include cation species selected from the group consisting of imidazolium salts, quaternary ammonium salts, pyrrolidinium salts, and piperidinium salts, BF 4 , PF 6 , bistrifluoromethanesulfonylamide anion (TFSI), And an anionic species selected from the group consisting of fluoromethyl triflate anion (TFS), bispentafluoroethanesulfonylamide anion (BETI), dicyanamide anion (DCA) and Cl. The solvent component may be one kind or two or more kinds.
また、有機溶媒を二種類以上組み合わせる場合、各有機溶媒の誘電率が20以上であることが望ましい。誘電率20以上の溶媒の組合せとすることで、高負荷電流を流す場合の特性が有利となり、結果として高温での高負荷電流サイクル特性が向上する。 Moreover, when combining 2 or more types of organic solvents, it is desirable that the dielectric constant of each organic solvent is 20 or more. By using a combination of solvents having a dielectric constant of 20 or more, characteristics when a high load current flows are advantageous, and as a result, high load current cycle characteristics at high temperatures are improved.
誘電率が20以上の有機溶媒としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラン、アセトニトリル等を挙げることができる。 Examples of the organic solvent having a dielectric constant of 20 or more include propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, acetonitrile and the like.
また、添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、特に限定されるものではないが、ビニレンカーボネイト(VC)、ビニレンアセテート(VA)、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネートなどが挙げられる。添加剤の濃度は、非水電解質の0.1重量%以上、3重量%以下の間が好ましい。さらに好ましい範囲は、0.5重量%以上、1重量%以下である。 Moreover, the additive may be included. Although it does not specifically limit as an additive, Vinylene carbonate (VC), vinylene acetate (VA), vinylene butyrate, vinylene hexanate, vinylene crotonate, catechol carbonate, etc. are mentioned. The concentration of the additive is preferably between 0.1 wt% and 3 wt% of the nonaqueous electrolyte. A more preferable range is 0.5% by weight or more and 1% by weight or less.
非水電解質は、非イオン性界面活性剤を含有することが望ましい。これにより、非水電解質の含浸性を向上することができるため、電池中の非水電解質の分布を均一にすることができる。その結果、初充電時の電流分布の偏りを軽減することができるため、電極表面に均一な保護皮膜を形成することができる。その均一な保護皮膜により、サイクルを行う際の電流分布の偏りが軽減されるため、高温での高負荷電流サイクル特性をさらに向上することができる。 The non-aqueous electrolyte desirably contains a non-ionic surfactant. Thereby, since the impregnation property of the nonaqueous electrolyte can be improved, the distribution of the nonaqueous electrolyte in the battery can be made uniform. As a result, it is possible to reduce the bias of the current distribution at the time of initial charge, so that a uniform protective film can be formed on the electrode surface. Due to the uniform protective film, the bias of the current distribution during cycling is reduced, so that the high load current cycle characteristics at high temperature can be further improved.
非イオン性界面活性剤の量は、0.1重量%以上、3重量%以下の範囲にすることが望ましい。0.1重量%未満であると、含浸性向上の効果を十分に得られない可能性がある。一方、3重量%より大きいと、非水電解質の導電性が低下する恐れがある。より好ましい範囲は0.5重量%以上、1重量%以下である。また、非イオン性界面活性剤としては、下記化4に示すトリアルキルフォスフェートが好ましく、中でもトリオクチルフォスフェート(TOP)がさらに好ましい。ここに示した界面活性剤を添加することで含浸性の向上を達成することができる。
但し、Rはアルキル基である。 However, R is an alkyl group.
本発明に係る非水電解質電池は、円筒形、角形、扁平型、コイン型などの様々な形態にすることが可能である。そのうちのコイン型非水電解質電池の一例を図1に示す。 The nonaqueous electrolyte battery according to the present invention can have various forms such as a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, and a coin shape. An example of the coin-type non-aqueous electrolyte battery is shown in FIG.
正極端子を兼ねている金属製正極容器1内には、ペレット状の正極2が収納されている。セパレータ3は、正極2に積層されている。ペレット状の負極4は、セパレータ3上に積層されている。非水電解質は、正極2、セパレータ3及び負極4に含浸されている。負極端子を兼ねている金属製負極容器5は、内面が負極4と接した状態で正極容器1に絶縁ガスケット6を介してカシメ固定されている。
A pellet-shaped
また、扁平型非水電解質電池の一例を図2に示す。 An example of the flat type nonaqueous electrolyte battery is shown in FIG.
図2に示すように、電極群7は、正極8及び負極9をその間にセパレータ10を介在させて偏平形状となるように渦巻き状に捲回した構造を有する。前記電極群7は、正極8及び負極9をその間にセパレータ10を介在させて偏平形状となるように渦巻き状に捲回した後、加熱プレスを施すことにより作製される。電極群7における正極8、負極9及びセパレータ10は、接着性を有する高分子により一体化されていても良い。帯状の正極端子11は、正極8に電気的に接続されている。一方、帯状の負極端子12は、負極9に電気的に接続されている。この電極群7は、ラミネートフィルム製容器13内に正極端子11と負極端子12の端部を容器13から突き出させた状態で収納されている。なお、ラミネートフィルム製容器13は、ヒートシールにより封止がなされている。
As shown in FIG. 2, the electrode group 7 has a structure in which a
非水電解質電池を電池単体として構成した組電池を備えた電池パックを使用することも可能である。本発明に係る非水電解質電池は、電池電圧の検知による正極もしくは負極電位の制御が容易なため、保護回路が電池電圧のみを検知する場合に特に適合する。特に、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンニッケル複合化合物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物などのリチウムニッケル系金属酸化物は、過電圧を抑制する効果が高いため、充電末期の電池単体間の電圧バラツキを小さくすることができ、電圧検出がより容易になる。 It is also possible to use a battery pack including an assembled battery in which a nonaqueous electrolyte battery is configured as a single battery. The non-aqueous electrolyte battery according to the present invention is particularly suitable when the protection circuit detects only the battery voltage because the positive or negative electrode potential can be easily controlled by detecting the battery voltage. In particular, lithium nickel-based metal oxides such as lithium nickel composite oxide, lithium nickel cobalt composite oxide, lithium manganese nickel composite compound, and spinel type lithium manganese nickel composite oxide have a high effect of suppressing overvoltage. The voltage variation between the single batteries can be reduced, and the voltage detection becomes easier.
組電池を構成する電池単体は直列に接続しても並列に接続しても良い。また、電池単体には、図2に示す扁平型電池を使用することが望ましい。 The single batteries constituting the assembled battery may be connected in series or in parallel. Further, it is desirable to use the flat battery shown in FIG.
図3の電池パックにおける電池単体21は、図2に示す扁平型非水電解質電池から構成されている。複数の電池単体21は、正極端子11と負極端子12が突出している向きを一つに揃えて厚さ方向に積層されている。図4に示すように、電池単体21は、直列に接続されて組電池22をなしている。組電池22は、図3に示すように、粘着テープ23によって一体化されている。
The
正極端子11および負極端子12が突出する側面に対しては、プリント配線基板24が配置されている。プリント配線基板24には、図4に示すように、サーミスタ25、保護回路26および外部機器への通電用の端子27が搭載されている。
A printed
図3及び図4に示すように、組電池22の正極側配線28は、プリント配線基板24の保護回路26の正極側コネクタ29に電気的に接続されている。組電池22の負極側配線30は、プリント配線基板24の保護回路26の負極側コネクタ31に電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
サーミスタ25は、電池単体21の温度を検知するためのもので、検知信号は保護回路26に送信される。保護回路26は、所定の条件で保護回路と外部機器への通電用端子との間のプラス側配線31a及びマイナス側配線31bを遮断できる。所定の条件とは、例えば、サーミスタの検出温度が所定温度以上になったとき、電池単体21の過充電、過放電、過電流等を検知したとき等である。この検知方法は、個々の電池単体21もしくは電池単体21全体について行われる。個々の電池単体21を検知する場合、電池電圧を検知してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検知してもよい。後者の場合、個々の電池単体21中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図4の場合、電池単体21それぞれに電圧検知のための配線32を接続し、これら配線32を通して検知信号が保護回路26に送信される。
The
組電池22について、正極端子11および負極端子12が突出する側面以外の三側面には、ゴムもしくは樹脂からなる保護シート33が配置される。正極端子11および負極端子12が突出する側面とプリント配線基板24との間には、ゴムもしくは樹脂からなるブロック状の保護ブロック34が配置される。
With respect to the assembled
この組電池22は、各保護シート33、保護ブロック34およびプリント配線基板24と共に収納容器35に収納される。すなわち、収納容器35の長辺方向の両方の内側面と短辺方向の内側面それぞれに保護シート33が配置され、短辺方向の反対側の内側面にプリント配線基板24が配置される。組電池22は、保護シート33及びプリント配線基板24で囲まれた空間内に位置する。収納容器35の上面には、蓋36が取り付けられる。
The assembled
なお、組電池22の固定には、粘着テープ23に代えて、熱収縮テープを用いても良い。この場合、組電池の両側面に保護シートを配置し、熱収縮チューブを周回させた後、該熱収縮チューブを熱収縮させて組電池を結束させる。
In addition, instead of the
なお、図3,4に示した電池単体21は直列に接続されているが、電池容量を増大させるためには並列に接続しても良い。無論、組み上がった電池パックを直列、並列に接続することもできる。 3 and 4 are connected in series, but may be connected in parallel to increase the battery capacity. Of course, the assembled battery packs can be connected in series and in parallel.
また、電池パックの態様は用途により適宜変更される。 Moreover, the aspect of a battery pack is changed suitably by a use.
電池パックの用途としては、高温環境下での使用が想定されるものが好ましい。具体的には、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車等の車載用や電子機器の非常用が挙げられる。 As a use of the battery pack, one that is supposed to be used in a high temperature environment is preferable. Specific examples include in-vehicle use such as two-wheel to four-wheel hybrid electric vehicles, two-wheel to four-wheel electric vehicles, and assist bicycles, and emergency use of electronic devices.
なお、車載用の場合、60℃程度の高温環境下におけるサイクル特性が求められる。電子機器の非常用の場合、45℃程度の高温環境下におけるサイクル特性が求められる。後述する実施例に示すように、60℃での急速充電サイクル特性が改善されるため、車載用にも電子機器の非常用にも適用可能である。特に、車載用が好適である。 In the case of in-vehicle use, cycle characteristics in a high temperature environment of about 60 ° C. are required. In the case of emergency use of electronic equipment, cycle characteristics under a high temperature environment of about 45 ° C. are required. As shown in the examples described later, since the rapid charge cycle characteristics at 60 ° C. are improved, it can be applied to both in-vehicle use and emergency use of electronic devices. In particular, the vehicle-mounted one is suitable.
[実施例]
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
[Example]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施例1)
<正極の作製>
正極活物質として、LiCoO2とSnを含む化合物の混合物を用意した。この正極活物質に導電材として正極全体に対して8重量%の割合になるように黒鉛粉末、結着剤として正極全体に対して5重量%となるようにPVdFをそれぞれ配合してn−メチルピロリドン(NMP)溶媒に分散してスラリーを調製した後、厚さ15μmのアルミニウム箔に塗布、乾燥、プレス工程を経て電極密度3.3g/cm3の正極を作製した。
Example 1
<Preparation of positive electrode>
As a positive electrode active material, a mixture of compounds containing LiCoO 2 and Sn was prepared. This positive electrode active material is blended with graphite powder so that the proportion of the conductive material is 8% by weight with respect to the whole positive electrode, and PVdF is blended with the positive electrode as a binder so as to be 5% by weight with respect to the whole positive electrode. After preparing a slurry by dispersing in a pyrrolidone (NMP) solvent, a positive electrode having an electrode density of 3.3 g / cm 3 was prepared through coating, drying, and pressing on an aluminum foil having a thickness of 15 μm.
<負極の作製>
Li4Ti5O12(BET法による比表面積9m2/g)を90重量部と、結着剤としてPVdFを10重量部とを、N−メチルピロリドン(NMP)溶液中で混合することによりスラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ15μmのアルミニウム箔からなる集電体に塗布し、乾燥し、プレスすることにより負極を作製した。
<Production of negative electrode>
A slurry obtained by mixing 90 parts by weight of Li 4 Ti 5 O 12 (specific surface area of 9 m 2 / g by BET method) and 10 parts by weight of PVdF as a binder in an N-methylpyrrolidone (NMP) solution. Was prepared. The obtained slurry was applied to a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried and pressed to prepare a negative electrode.
負極活物質のBET法による比表面積の測定方法を以下に説明する。サンプルの入ったU字型セルに窒素の混合ガスを流し、サンプル室を液体窒素温度に冷却するとサンプル表面にN2ガスだけ吸着する。次にセルを常温に戻すと脱離が始まる。そのN2ガスの脱離量を検知しサンプル重量で割ることにより比表面積を測定した。 A method for measuring the specific surface area of the negative electrode active material by the BET method will be described below. When a mixed gas of nitrogen is allowed to flow into the U-shaped cell containing the sample and the sample chamber is cooled to liquid nitrogen temperature, only N 2 gas is adsorbed on the sample surface. Next, desorption starts when the cell is returned to room temperature. The specific surface area was measured by detecting the amount of desorbed N 2 gas and dividing by the sample weight.
測定装置には、ユアサアイオニクス製の商品名がカンタソーブを用いた。サンプル量は、0.5g前後に設定し、また、試料に前処理として120℃−15分の脱気を行った。 As a measuring device, a product name manufactured by Yuasa Ionics used Kantasorb. The sample amount was set to around 0.5 g, and the sample was deaerated at 120 ° C. for 15 minutes as a pretreatment.
<非水電解質の調製>
ECとGBLが体積比(EC:GBL)1:2で混合された溶媒に1MのLiBF4と1Mのジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウム{LiBF2(HHIB)}を溶解させ、非水電解質(非水電解液)を得た。この非水電解質におけるモル比率(M1/M2)は1であった。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
1M LiBF 4 and 1M difluoro (trifluoro-2-oxide-2-trifluoro-methylpropionate (2-)-0 in a solvent in which EC and GBL were mixed at a volume ratio (EC: GBL) of 1: 2 , 0) Lithium borate {LiBF 2 (HHIB)} was dissolved to obtain a non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte). The molar ratio (M 1 / M 2 ) in this nonaqueous electrolyte was 1.
<電池の組立て>
上記正極をステンレス鋼からなる正極缶に収納し、かつ上記負極をステンレス鋼からなる負極缶に収納し、上記正極と負極の間にポリプロピレン不繊布からなるセパレータを配置し、1×10−3Torrの減圧状態で2時間放置し正極缶に負極缶を絶縁ガスケットを介してかしめ固定することにより、前述した図1に示す構造を有するコイン型非水電解質電池を組み立てた。
<Battery assembly>
The positive electrode is housed in a positive electrode can made of stainless steel, the negative electrode is housed in a negative electrode can made of stainless steel, and a separator made of polypropylene non-woven fabric is disposed between the positive electrode and the negative electrode, and 1 × 10 −3 Torr. The coin type non-aqueous electrolyte battery having the structure shown in FIG. 1 was assembled by allowing the negative electrode can to be caulked and fixed to the positive electrode can via an insulating gasket after being left under reduced pressure for 2 hours.
(実施例2〜21)
非水電解質組成、正極活物質及び負極活物質を下記表1〜表2に示すように変更すること以外は、前述した実施例1と同様にして電池を作製した。
(Examples 2 to 21)
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the nonaqueous electrolyte composition, the positive electrode active material, and the negative electrode active material were changed as shown in Tables 1 and 2 below.
(実施例22)
実施例1の非水電解液に0.5重量%のトリオクチルフォスフェートを混合した。このような非水電解質を用いること以外は、前述した実施例1と同様にして電池を作製した。
(Example 22)
0.5% by weight of trioctyl phosphate was mixed with the nonaqueous electrolytic solution of Example 1. A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that such a nonaqueous electrolyte was used.
(比較例1〜16)
非水電解質組成、正極活物質及び負極活物質を下記表3〜表4に示すように変更すること以外は、前述した実施例1と同様にして電池を作製した。
(Comparative Examples 1-16)
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the nonaqueous electrolyte composition, the positive electrode active material, and the negative electrode active material were changed as shown in Tables 3 to 4 below.
得られた電池を60℃で5Cの電流値で電池電圧が2.7Vに達すまで充電し、1Cの充電値で電池電圧が1.5Vに達するまで放電するサイクルを行った。容量維持率が60%(1サイクル目の容量を100%にする)に達したサイクル数を下記表1〜表4に示す。負極活物質に炭素質物を用いているものについては、充電時のカットオフ電圧は4.2V、放電時のカットオフ電圧は3Vとした。なお、5Cでの充電というのは急速充電に該当する。
表1〜4から明らかなように、LiBF4及び/またはLiPF6とLiBF2(HHIB)とを含む電解質塩と、GBLを含む非水溶媒とを備えた実施例1〜22によると、高温での急速充電サイクル特性が、比較例1〜16に比較して優れていることが理解できる。 As is apparent from Tables 1 to 4, according to Examples 1 to 22 comprising an electrolyte salt containing LiBF 4 and / or LiPF 6 and LiBF 2 (HHIB) and a non-aqueous solvent containing GBL, It can be understood that the quick charge cycle characteristics are superior to those of Comparative Examples 1-16.
モル比率(M1/M2)については、実施例1,15〜19の比較から、モル比率(M1/M2)を0.05以上、1.5以下の範囲にすると、より優れたサイクル特性が得られ、0.1以上、1.5以下の範囲でさらに優れたサイクル特性が得られることがわかる。 The molar ratio (M 1 / M 2 ) was more excellent when the molar ratio (M 1 / M 2 ) was in the range of 0.05 or more and 1.5 or less from the comparison of Examples 1 and 15 to 19. It can be seen that cycle characteristics can be obtained, and further excellent cycle characteristics can be obtained in the range of 0.1 to 1.5.
電解質塩濃度については、実施例1,20,21の比較から、1.5M以上、3M以下の範囲の実施例1において、より優れたサイクル特性が得られることがわかる。 As for the electrolyte salt concentration, it can be seen from the comparison of Examples 1, 20, and 21 that more excellent cycle characteristics can be obtained in Example 1 in the range of 1.5 M or more and 3 M or less.
Sn添加については、実施例1,4の比較から、Snを含有する正極活物質を使用した実施例1において、より優れたサイクル特性が得られることがわかる。 As for the addition of Sn, it can be seen from the comparison between Examples 1 and 4 that more excellent cycle characteristics can be obtained in Example 1 using the positive electrode active material containing Sn.
溶媒組成については、実施例1,2の比較から、EC,PC及びGBLを含む非水溶媒を使用した実施例2において、より優れたサイクル特性が得られることがわかる。 As for the solvent composition, it can be seen from the comparison of Examples 1 and 2 that superior cycle characteristics can be obtained in Example 2 using a non-aqueous solvent containing EC, PC and GBL.
正極活物質については、実施例1,11〜14の比較から、Li−Ni酸化物(Niリッチな複合酸化物)本来のサイクル特性がLi−Co酸化物のそれより低いためにホウ酸リチウム添加においても実施例1のLi−Co酸化物(Coリッチな複合酸化物)に比してサイクル数が低いものが存在するものの、リチウムニッケルコバルト複合酸化物もしくはリチウムマンガンニッケル複合酸化物を使用した実施例11〜13において、良好なサイクル特性が得られている。リチウムニッケルコバルト複合酸化物及びリチウムマンガンニッケル複合酸化物は、コバルト酸リチウムに比べて電池作動電圧が低いため、ホウ酸リチウムの分解反応が穏やかに進行し、サイクル末期の抵抗上昇を抑制する効果が高いからである。一方、実施例14のようにリチウムマンガン複合酸化物を使用すると、コバルト酸リチウムに比べて電池作動電圧が高くなるため、ホウ酸リチウムの分解反応が進行しやすくなる。 Regarding the positive electrode active material, lithium borate was added because the original cycle characteristics of Li—Ni oxide (Ni-rich composite oxide) were lower than that of Li—Co oxide, as compared with Examples 1 and 11-14. Although there are those having a lower cycle number than Li-Co oxide (Co-rich composite oxide) of Example 1, implementation using lithium nickel cobalt composite oxide or lithium manganese nickel composite oxide In Examples 11 to 13, good cycle characteristics are obtained. Lithium-nickel-cobalt composite oxide and lithium-manganese-nickel composite oxide have a lower battery operating voltage than lithium cobaltate, so that the decomposition reaction of lithium borate proceeds gently, and the effect of suppressing the resistance increase at the end of the cycle is suppressed. Because it is expensive. On the other hand, when a lithium manganese composite oxide is used as in Example 14, the battery operating voltage is higher than that of lithium cobaltate, so that the decomposition reaction of lithium borate easily proceeds.
負極活物質については、実施例1,9,10の比較により、金属リチウムの電位に対して0.4V以上の電位でリチウムを吸蔵する活物質を使用した実施例1,10において、より優れたサイクル特性を得られることが理解できる。中でも、チタン酸リチウムを使用した実施例1において、高いサイクル特性が得られた。 As for the negative electrode active material, in comparison with Examples 1, 9, and 10, it was more excellent in Examples 1 and 10 that used an active material that occludes lithium at a potential of 0.4 V or more with respect to the potential of metallic lithium. It can be understood that cycle characteristics can be obtained. Among them, high cycle characteristics were obtained in Example 1 using lithium titanate.
負極活物質の比表面積については、実施例1,5〜8を比較することにより、比表面積が7g/m2以上、100g/m2以下の実施例1,5,6において、より優れたサイクル特性を得られることが理解できる。 Regarding the specific surface area of the negative electrode active material, by comparing Examples 1 to 5 to 8, in Examples 1, 5, and 6 having a specific surface area of 7 g / m 2 or more and 100 g / m 2 or less, a more excellent cycle It can be understood that characteristics can be obtained.
一方、比較例1〜14の結果から、フッ素系リチウム塩もしくはホウ酸リチウムの一方のみを電解質塩として使用した場合には、実施例と同様な活物質を使用しても、サイクル特性の改善が望めないことがわかる。また、比較例15の結果から、実施例とは異なるホウ酸リチウム誘導体では、サイクル特性の改善が望めないことが理解できる。実施例とは異なるホウ酸リチウム誘導体はGBLにより分解されやすく、そのうえ導電率も劣るためである。 On the other hand, from the results of Comparative Examples 1 to 14, when only one of the fluorine-based lithium salt or lithium borate is used as the electrolyte salt, the cycle characteristics can be improved even if the same active material as in the examples is used. I understand that I can't hope. Further, from the results of Comparative Example 15, it can be understood that the improvement in cycle characteristics cannot be expected with a lithium borate derivative different from the example. This is because lithium borate derivatives different from the examples are easily decomposed by GBL and also have poor conductivity.
さらに、実施例1と同様な非水電解質を使用しても、比較例16のように非水溶媒中にGBLが含まれていないと、電極表面に形成された保護皮膜による抵抗上昇が大きくなり、サイクル寿命が短くなる。 Furthermore, even if the nonaqueous electrolyte similar to Example 1 is used, if GBL is not contained in the nonaqueous solvent as in Comparative Example 16, the resistance increase due to the protective film formed on the electrode surface becomes large. , Cycle life is shortened.
以上詳細に述べたように非水電解質電池を作製すれば、急速充電が可能で高温でのサイクル特性に非常に優れたものとすることができる。 As described above in detail, if a non-aqueous electrolyte battery is produced, rapid charging is possible and the cycle characteristics at high temperature can be made extremely excellent.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
1…正極缶、2…正極、3…セパレータ、4…負極、5…負極缶、6…絶縁ガスケット、8…正極、9…負極、10…セパレータ、11…正極端子、12…負極端子、13…容器、21…電池単体、22…組電池、23…粘着テープ、24…プリント配線基板、28…正極側配線、29…正極側コネクタ、30…負極側配線、31…負極側コネクタ、33…保護ブロック、35…収納容器、36…蓋。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
負極と、
γ−ブチロラクトンを含む非水溶媒と、前記非水溶媒に溶解され、LiBF4及び/またはLiPF6からなるフッ素系リチウム塩と化1に示されるジフルオロ(トリフルオロ−2−オキシド−2−トリフルオロ−メチルプロピオナト(2−)−0,0)ホウ酸リチウムとを含有する電解質塩とを含む非水電解質と
を具備することを特徴とする非水電解質電池。
A negative electrode,
a non-aqueous solvent containing γ-butyrolactone, a fluorine-based lithium salt dissolved in the non-aqueous solvent and composed of LiBF 4 and / or LiPF 6 and difluoro (trifluoro-2-oxide-2-trifluoro A nonaqueous electrolyte battery comprising: a nonaqueous electrolyte containing an electrolyte salt containing methylpropionate (2-)-0,0) lithium borate.
0.05≦(M1/M2)≦1.5 (A)
但し、M1は前記フッ素系リチウム塩のモル数で、M2は前記ホウ酸リチウムのモル数を示す。 2. The nonaqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the electrolyte salt has a molar ratio defined by the following formula (A).
0.05 ≦ (M 1 / M 2 ) ≦ 1.5 (A)
However, M 1 is at the number of moles of the fluorine-based lithium salt, M 2 represents the number of moles of said lithium borate.
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