JP2007242411A - Battery and electrolyte composition - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極及び負極と電解質とを備えた電池と、電解質の少なくとも一部を構成する電解液組成物とに関する。 The present invention relates to a battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, and an electrolytic solution composition constituting at least a part of the electrolyte.
電子機器の多機能化に伴い、携帯型(モバイル型)の電子機器が開発され、広く利用されている。
このようなモバイル型の電子機器としては、例えば携帯電話や撮像装置、及びパーソナルコンピュータ(Personal Computer;PC)などが挙げられるが、これらの機器の電源を構成する電池には、電子機器の高性能化に応じて、持ち運びを容易にする薄さや軽さ、容量やサイクル特性など、様々な特性の向上が常に求められている。
With the increase in functionality of electronic devices, portable (mobile) electronic devices have been developed and widely used.
Examples of such a mobile electronic device include a mobile phone, an imaging device, and a personal computer (PC). The battery constituting the power source of these devices includes a high-performance electronic device. In accordance with the trend toward improvement, improvements in various characteristics such as thinness and lightness, capacity, and cycle characteristics that facilitate carrying are always required.
中でも、正負極間に介在する電解質(電解液)を構成する溶媒が充放電の繰り返しに伴って分解気化することにより生じる電池の変形(例えば外装部材の膨張や電極の歪み)は、電池の破裂につながるおそれを有するのみならず、容量やサイクル特性の低下を招来したり、電子機器内における所定の設置の障害となる可能性をも生じるため、確実に変形を回避できる電池構成が求められている。特にグラファイトを負極に用いた場合には、負極表面において非常に強い還元力が発揮されるため、電解液溶媒の分解が顕著となる。 In particular, battery deformation (for example, expansion of an exterior member or distortion of an electrode) caused by decomposition and vaporization of a solvent constituting an electrolyte (electrolytic solution) interposed between positive and negative electrodes due to repeated charge and discharge is caused by battery rupture. There is a need for a battery configuration that can reliably avoid deformation, as it may lead to a decrease in capacity and cycle characteristics, or it may cause a failure of predetermined installation in electronic equipment. Yes. In particular, when graphite is used for the negative electrode, a very strong reducing power is exhibited on the surface of the negative electrode, so that the decomposition of the electrolyte solvent becomes significant.
例えば、黒鉛層間へのインターカレーション反応に例示されるような、リチウム(Li)イオンの吸脱蔵が可能とされた炭素質材料によって負極が構成される、所謂リチウムイオン2次電池に関しては、電解質を構成する溶媒として、比較的高沸点かつ高誘電率であるガンマブチロラクトン(γ―ブチロラクトン)を用いることにより、高温保存による電池の特性劣化を抑制する手法が知られている(例えば特許文献1参照)。
しかし、ガンマブチロラクトンを用いた場合、負極での還元分解反応が生じるため、電池の使用とともに特性が低下するのみならず、溶媒の分解気化によって電池の変形をも生じることが指摘され、問題となっている。
For example, regarding a so-called lithium ion secondary battery in which a negative electrode is formed of a carbonaceous material capable of absorbing and desorbing lithium (Li) ions, as exemplified by an intercalation reaction between graphite layers, As a solvent constituting the electrolyte, there is known a technique for suppressing deterioration of battery characteristics due to high-temperature storage by using gamma-butyrolactone (γ-butyrolactone) having a relatively high boiling point and high dielectric constant (for example, Patent Document 1). reference).
However, when gamma-butyrolactone is used, a reductive decomposition reaction occurs at the negative electrode, so that not only the characteristics deteriorate as the battery is used, but it is also pointed out that the battery may be deformed by decomposition and vaporization of the solvent. ing.
これに対し、電池の使用初期の充放電時に負極上にSEI(Solid Electrolyte Interface
;固体電解質膜)と呼称される被膜を形成する化合物を、予め溶媒中に添加した電解質構成により、負極上における溶媒の還元分解及び電池の変形を抑制する手法が提案されている(例えば特許文献2参照)。
しかし、特許文献2に記載の電解質構成による場合、使用に伴う特性劣化を抑制できず、高温保存時にガス発生及び電池の変形をも生じてしまう。
In contrast, the SEI (Solid Electrolyte Interface) is formed on the negative electrode during charge and discharge in the initial use of the battery.
A method for suppressing reductive decomposition of the solvent on the negative electrode and deformation of the battery has been proposed by using an electrolyte structure in which a compound that forms a film called a solid electrolyte membrane) is previously added to the solvent (for example, Patent Documents) 2).
However, in the case of the electrolyte configuration described in Patent Document 2, it is not possible to suppress deterioration of characteristics due to use, and gas generation and battery deformation occur during high-temperature storage.
また、〔化3〕で示される構造の、イソシアネート基を有する芳香族系化合物を含んだ非水電解質及び電池が提案されている(例えば特許文献3参照)。なお、〔化3〕において、Arはアリール基(芳香族系炭素鎖)を表す。
しかしながら、このような添加物を含む電解液構成によって、高温保存特性の改善はみられるが、溶媒についてのより一層の抑制、サイクル特性や容量についてのさらなる向上が求められている。
However, although the electrolyte composition containing such an additive improves the high-temperature storage characteristics, further suppression of the solvent and further improvement of the cycle characteristics and capacity are required.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池特性及び長期保存信頼性の維持向上が図られながらも、溶媒の分解及び電池の変形が抑制された電池と、その電解質の少なくとも一部を構成する電解液組成物を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its object is to provide a battery in which decomposition of the solvent and deformation of the battery are suppressed while maintaining and improving battery characteristics and long-term storage reliability. An object of the present invention is to provide an electrolytic solution composition constituting at least a part of the electrolyte.
本発明に係る電池は、正極及び負極と電解質とを備える電池であって、上記電解質が、非水溶媒と、リチウム(Li)を含む電解質塩と、下記〔化4〕で示される構造を有するジイソシアネート化合物とを含む電解液を有することを特徴とする。なお、〔化4〕において、Rは脂肪族炭素鎖(アルキル基など)を表す。
本発明に係る電解液組成物は、電池における電解質に含まれる電解液として用いることができ、非水溶媒と、リチウム(Li)を含む電解質塩と、下記〔化5〕で示される構造を有するジイソシアネート化合物とを含む構成を有することを特徴とする。
また、上記ジイソシアネート化合物量が、0.5重量%以上5重量%以下含有されているものが好ましい。
更に、上記ジイソシアネート化合物を構成する上記脂肪族炭素鎖が、直鎖状であるものとすることが好ましい。
上記ジイソシアネート化合物を構成する脂肪族炭素鎖の一部が、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基以外の官能基のみで置換されているものとすることが好ましい。
上記電解質を構成する主たる成分に含まれる官能基が、ヒドロキシル基、カルボキシル基、アミノ基以外の官能基のみであるものとすることが好ましい。
The electrolytic solution composition according to the present invention can be used as an electrolytic solution contained in an electrolyte in a battery, and has a structure represented by the following [Chemical Formula 5], a nonaqueous solvent, an electrolyte salt containing lithium (Li). It has the structure containing a diisocyanate compound, It is characterized by the above-mentioned.
Moreover, what contains 0.5 to 5 weight% of said diisocyanate compound amount is preferable.
Furthermore, it is preferable that the aliphatic carbon chain constituting the diisocyanate compound is linear.
It is preferable that a part of the aliphatic carbon chain constituting the diisocyanate compound is substituted only with a functional group other than a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group.
It is preferable that the functional group contained in the main component constituting the electrolyte is only a functional group other than a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group.
本発明に係る電池によれば、正負極間に介在する電解質が、非水溶媒と、リチウム(Li)を含む電解質塩と、上記〔化4〕で示される構造を有するジイソシアネート化合物とを含む電解液を有することから、電池特性及び長期保存信頼性の維持向上が図られながらも、使用初期に形成されるSEIによって、溶媒の分解及び電池の変形を抑制することが可能となる。
また、本発明に係る電解液組成物によれば、上記〔化5〕で示される構造を有するジイソシアネート化合物を含むことから、上述したような電池を構成するために好適な、優れた電解液を得ることが可能となる。
According to the battery of the present invention, the electrolyte interposed between the positive and negative electrodes is an electrolysis containing a nonaqueous solvent, an electrolyte salt containing lithium (Li), and a diisocyanate compound having a structure represented by the above [Chemical Formula 4]. Since the liquid is included, it is possible to suppress the decomposition of the solvent and the deformation of the battery by the SEI formed at the initial stage of use, while maintaining and improving the battery characteristics and long-term storage reliability.
Moreover, according to the electrolytic solution composition according to the present invention, since the diisocyanate compound having the structure represented by the above [Chemical Formula 5] is included, an excellent electrolytic solution suitable for constituting a battery as described above is obtained. Can be obtained.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
本発明に係る電池の、第1の実施の形態を説明する。
本実施形態では、図1Aに、各部材を分離して更に一部を切開した斜視図で示すような、ラミネートフィルムを外装部材とする巻回式の電池を例として説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of a battery according to the present invention will be described.
In the present embodiment, a wound battery having a laminate film as an exterior member as illustrated in FIG. 1A in a perspective view in which each member is separated and further partially cut will be described as an example.
本実施形態に係る電池1は、外装部材2及び外装部材4によって形成される気密性構造体の内部に巻回体3が収容配置され、この巻回体3から、後述するリード5及び6のみが、気密性構造体の外部に向かって、例えば同一方向に導出されている。
本実施形態における巻回体3は、図1Bに巻回面の断面構造を模式的に示すように、帯状(細長薄板状)の正極9及び負極10が、電解質を含むセパレータ7及び8を介して対向配置され、これらが巻回された構成を有する。また、図示しないが、この巻回体3の最外周部は保護テープによって保護されている。
なお、図1Bにおいては、巻回体3を、その断面が略矩形状になるように巻回して模式図示しているが、巻回体3を、外装部材2及び外装部材4によって形成される気密性構造体の内部で、断面が略楕円形状となるように曲線部(非屈曲湾曲部)を有する形状とすることもできる。
リード5及び6は、それぞれ、後述する正極9及び負極10に電気的に接続して設けられ、例えば、アルミニウム(Al),銅(Cu),ニッケル(Ni)あるいはステンレスなどの金属材料により、薄板状または網目状に形成されている。
In the battery 1 according to the present embodiment, a
As shown schematically in FIG. 1B, the
In FIG. 1B, the
The
本実施形態において、外装部材2及び外装部材4は、それぞれ例えば、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おり、ポリエチレンフィルム側と巻回体3とが対向するように配設され、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2及び外装部材4とリード5及び6との間には、必要に応じて、外気の侵入を防止するための密着フィルム(図示せず)が挿入される。
なお、この外装部材2及び外装部材4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。
In the present embodiment, the exterior member 2 and the exterior member 4 are each composed of, for example, a rectangular aluminum laminate film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order, and the polyethylene film side and the
The exterior member 2 and the exterior member 4 may be made of a laminate film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminate film.
本実施形態において、正極9は、例えば、帯状(薄板状)の正極集電体11の両主面に、第1正極活物質層12及び第2正極活物質層13が、それぞれ担持形成された構成を有する。
正極集電体11は、例えば、アルミニウム,ニッケルあるいはステンレスなどによることができる。
In the present embodiment, the positive electrode 9 has, for example, a first positive electrode
The positive electrode
第1正極活物質層12及び第2正極活物質層13は、例えば、正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正極材料のいずれか1種または2種以上を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電材およびポリフッ化ビニリデンなどの結着材を含んでいてもよい。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、リチウムと遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物が好ましい。高電圧を発生可能であると共に、高エネルギー密度を得ることができるからである。このリチウム遷移金属複合酸化物としては、例えば、一般式Lix MO2で表されるものが挙げられる。この一般式において、Mは1種類以上の遷移金属元素を含み、例えばコバルトおよびニッケルのうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。xは電池の充放電状態によって異なり、通常0.05≦x≦1.10の範囲内の値である。このようなリチウム遷移金属複合酸化物の具体例としては、例えば、LiCoO2、LiMnO2あるいはLiNiO2 などが挙げられる。
The 1st positive electrode
なお、正極活物質として、粒子状のリチウム遷移金属複合酸化物を用いる場合には、その粉末をそのまま用いてもよいが、粒子状のリチウム遷移金属複合酸化物の少なくとも一部に、このリチウム遷移金属複合酸化物とは組成が異なる酸化物、ハロゲン化物、リン酸塩、硫酸塩からなる群のうちの少なくとも1種を含む表面層を設けるようにしてもよい。安定性を向上させることができ、容量の低下をより抑制することができるからである。特に、金属ハロゲン化物としてフッ化リチウムによることが好ましい。また、この場合、表面層の構成元素と、リチウム遷移金属複合酸化物の構成元素とは、互いに拡散していてもよい。 When a particulate lithium transition metal composite oxide is used as the positive electrode active material, the powder may be used as it is. However, at least part of the particulate lithium transition metal composite oxide contains this lithium transition metal. A surface layer containing at least one member selected from the group consisting of oxides, halides, phosphates, and sulfates having a composition different from that of the metal composite oxide may be provided. This is because stability can be improved and a decrease in capacity can be further suppressed. In particular, it is preferable to use lithium fluoride as the metal halide. In this case, the constituent element of the surface layer and the constituent element of the lithium transition metal composite oxide may be diffused with each other.
第1正極活物質層12及び第2正極活物質層13は、長周期型周期表における2族元素,3族元素または4族元素の単体および化合物からなる群のうちの少なくとも1種を含有することが好ましい。安定性を向上させることができ、容量の低下をより抑制することができるからである。2族元素としてはマグネシウム(Mg),カルシウム(Ca)あるいはストロンチウム(Sr)などが挙げられ、中でもマグネシウムが好ましい。3族元素としてはスカンジウム(Sc)あるいはイットリウム(Y)などが挙げられ、中でもイットリウムが好ましい。4族元素としてはチタン(Ti)あるいはジルコニウム(Zr)が挙げられ、中でもジルコニウムが好ましい。これらの元素は、正極活物質中に固溶していてもよく、また、正極活物質の粒界に単体あるいは化合物として存在していてもよい。
なお、第1正極活物質層12及び第2正極活物質層13は必ずしも両方設けられなくともよく、目的とする電池構成や特性に応じて選定して設けられることが好ましい。
The 1st positive electrode
Note that both the first positive electrode
一方、負極10を構成する第1負極活物質層15及び第2負極活物質層16を構成する材料としては、リチウムを吸脱蔵可能な炭素質材料、あるいはリチウムと合金を形成可能な金属またはその金属を含む合金化合物が挙げられる。
On the other hand, as a material constituting the first negative electrode
炭素質材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛や天然黒鉛等のグラファイト類、熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等)、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、活性炭、繊維状炭素等の炭素質材料を、少なくとも1 種類以上使用することができる。また、充放電に寄与しない材料を含んでいても構わない。 Examples of carbonaceous materials include non-graphitizable carbon, graphites such as artificial graphite and natural graphite, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke, petroleum coke, etc.), glassy carbons, organic high carbon At least one kind of carbonaceous material such as a molecular compound fired body (phenol resin, furan resin, etc., fired at an appropriate temperature and carbonized), activated carbon, fibrous carbon, or the like can be used. Moreover, you may include the material which does not contribute to charging / discharging.
合金化合物としては、リチウムと合金可能な金属を少なくとも1種類含むものが挙げられる。具体的には、リチウムと合金形成可能な金属元素をMとしたとき、化学式MxM’yLiz(M’はLi元素及びM元素以外の1つ以上の金属元素、x>0,y≧0,z≧0)の組成を有する化合物として挙げることができる。なお、本明細書中では、半導体元素であるB,Si,As等の元素も金属元素に含めることとする。
このような金属及び金属化合物としては、例えば、Mg,B,Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Pb,Sb,Bi,Cd,Ag,Zn,Hf,Zr,Yの各金属とそれらの合金化合物、Li−Al,Li−Al−M(M:2A,3B,4B,遷移金属元素のうち1つ以上からなる)、AlSb,CuMgSb等が挙げられる。
Examples of the alloy compound include those containing at least one metal that can be alloyed with lithium. Specifically, when the metal element capable of forming an alloy with lithium is M, the chemical formula M x M ′ y Li z (M ′ is one or more metal elements other than Li element and M element, x> 0, y As a compound having a composition of ≧ 0, z ≧ 0). Note that in this specification, elements such as B, Si, and As, which are semiconductor elements, are also included in the metal elements.
Examples of such metals and metal compounds include Mg, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Cd, Ag, Zn, Hf, Zr, and Y, and those. Alloy compounds of Li, Al-Li, Li-Al-M (M: 2A, 3B, 4B, consisting of one or more of transition metal elements), AlSb, CuMgSb, and the like.
特に、リチウムと合金形成可能な元素としては4B族典型元素を用いるのが好ましく、更にSiまたはSnであるとより好ましく、例えば、MxSi,MxSn(Mは各々、SiまたはSnを除く1 つ以上の金属元素)で表される化合物を挙げることができる。具体的には、SiB4,SiB6,Mg2Si,Mg2Sn,Ni2Si,TiSi2,MoSi2,CoSi2,NiSi2,CaSi2,CrSi2,Cu5Si,FeSi2,MnSi2,NbSi2,TaSi2,VSi2,WSi2,ZnSi2等がこれにあたる。
また、本実施形態に係る電池においては、1つ以上の非金属元素を含む、炭素以外の4B族化合物によって、第1負極活物質層15及び第2負極活物質層16を構成することもできる。具体的には、例えば、SiC,Si3N4,Si2N2O,Ge2N2O,SiOx(0<x≦2),SnOx(0<x≦2),LiSiO,LiSnO等によることができる。
In particular, it is preferable to use a group 4B typical element as an element capable of forming an alloy with lithium, and more preferably Si or Sn. For example, M x Si, M x Sn (M excludes Si or Sn, respectively) And compounds represented by one or more metal elements). Specifically, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 and the like.
Further, in the battery according to the present embodiment, the first negative electrode
なお、これらの材料による負極活物質層の作製方法としては、例えば、メカニカルアロイニング法、原料化合物を混合して不活性雰囲気下加熱処理する方法、メルトスピニング法、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法などが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、各材料は粉砕されていても、されていなくても良いし、2種以上の上記材料を混合しても構わない。
また、負極活物質層上記材料へのリチウムのドープは、電池作製後に電池内で電気化学的に行われても良いし、電池作製後あるいは電池作製前に、正極あるいは正極以外のリチウム源から供給され電気化学的にドープされても良く、材料合成の際にリチウム含有材料として合成され、電池作製時に負極に含有されても良い。
Examples of the method for producing the negative electrode active material layer using these materials include a mechanical alloying method, a method in which raw material compounds are mixed and heat-treated in an inert atmosphere, a melt spinning method, a gas atomizing method, a water atomizing method, and the like. Although it is mentioned, it is not limited to this. In addition, each material may or may not be pulverized, or two or more of the above materials may be mixed.
The negative electrode active material layer may be doped with lithium in the battery after the battery is manufactured, or supplied from a positive electrode or a lithium source other than the positive electrode after the battery is manufactured or before the battery is manufactured. It may be electrochemically doped, synthesized as a lithium-containing material during material synthesis, and contained in the negative electrode during battery fabrication.
一方、セパレータ7及び8は、正極9と負極10とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものであり、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンにより構成されている。
このセパレータ7及び8には、正極9と負極10との間に介在する電解質となる電解液(図示せず)が含浸されている。この電解液は、本発明の電解質組成物の第1の実施の形態である。
On the other hand, the
The
本実施形態に係る電池において、この電解液は、非水溶媒(有機溶媒)に、前述した〔化4〕で示される構造を有するジイソシアネート化合物が溶解された構成を有している。
このジイソシアネート化合物は、〔化4〕に示されるように脂肪族炭素鎖(アルキル基)Rを主鎖とする構造を有しており、後述するように、脂肪族炭素鎖の互いに異なる2つの炭素に、イソシアネート基がそれぞれ結合された構造とされており、特に各イソシアネート基の間に位置する炭素の数を4以上12以下に選定することにより、電池特性及び長期保存信頼性の維持向上が図られながらも、溶媒の分解及び電池の変形を特に抑制することが可能となる。
In the battery according to the present embodiment, the electrolytic solution has a configuration in which the diisocyanate compound having the structure represented by [Chemical Formula 4] described above is dissolved in a nonaqueous solvent (organic solvent).
This diisocyanate compound has a structure having an aliphatic carbon chain (alkyl group) R as a main chain as shown in [Chemical Formula 4], and two carbons having different aliphatic carbon chains as described later. In particular, the number of carbons located between each isocyanate group is selected to be 4 or more and 12 or less, thereby improving the battery characteristics and long-term storage reliability. However, the decomposition of the solvent and the deformation of the battery can be particularly suppressed.
また、本実施形態に係る電池の電解液を構成するジイソシアネート化合物は、その主鎖を構成する脂肪族炭素鎖が、直鎖状であることが好ましい。これは、1分子のジイソシアネート化合物において、イソシアネート基以外の占める表面積が増加すると相対的にイソシアネート基の反応性が低下するためであり、ジイソシアネート化合物の構造を、側鎖を有するものとする場合にも、SEI形成をはじめとするイソシアネート基の所定の反応を阻害しない程度にとどめることが好ましい。すなわち、このジイソシアネート化合物の構造は、イソシアネート基の反応性を損なわない範囲であれば、脂肪族炭素鎖の主鎖の炭素数及び側鎖の構成を適宜選定することが好ましいものであり、例えばイソプロピルのような分岐(側鎖を有する枝分かれ)を有する構造であってもかまわない。
また、ジイソシアネート化合物を構成する主鎖となる脂肪族炭素鎖に、直接的または間接的にヒドロキシル基(−OH)やカルボキシル基(−COOH)及びアミノ基(−NH2)などで置換されていると、ジイソシアネート化合物が安定的に存在できず、分子内または分子間の反応によって変化してしまい、SEI形成など所望の目的に寄与できなくなるため、側鎖を含めた官能基としては、ヒドロキシル基やカルボキシル基及びアミノ基以外の官能基のみで置換されていることが好ましい。同様に、分子間反応によるイソシアネート基の損失を抑制するためには、電解液を構成する主たる成分(ジイソシアネート化合物のみならず、例えば後述する溶媒やリチウム電解質塩など、電解液に対して0.1重量%以上の割合で含まれている成分)についても、官能基としては、ヒドロキシル基やカルボキシル基及びアミノ基以外の官能基のみを有する構成とすることが特に好ましいと考えられる。
Moreover, it is preferable that the aliphatic carbon chain which comprises the principal chain is a linear form as for the diisocyanate compound which comprises the electrolyte solution of the battery which concerns on this embodiment. This is because, in a single molecule diisocyanate compound, when the surface area occupied by other than the isocyanate group increases, the reactivity of the isocyanate group relatively decreases, and even when the structure of the diisocyanate compound has side chains. It is preferable that the predetermined reaction of the isocyanate group including SEI formation is not inhibited. That is, as long as the structure of the diisocyanate compound is within a range not impairing the reactivity of the isocyanate group, it is preferable to appropriately select the number of carbons of the main chain of the aliphatic carbon chain and the constitution of the side chain. A structure having such a branch (branch having a side chain) may be used.
In addition, the aliphatic carbon chain that is the main chain constituting the diisocyanate compound is directly or indirectly substituted with a hydroxyl group (—OH), a carboxyl group (—COOH), an amino group (—NH 2 ), or the like. Since the diisocyanate compound cannot be stably present and is changed by a reaction within or between the molecules and cannot contribute to a desired purpose such as SEI formation, a functional group including a side chain includes a hydroxyl group, It is preferably substituted only with a functional group other than a carboxyl group and an amino group. Similarly, in order to suppress the loss of the isocyanate group due to the intermolecular reaction, not only the main components constituting the electrolytic solution (not only the diisocyanate compound but also a solvent and a lithium electrolyte salt described later, for example, 0.1% with respect to the electrolytic solution). It is considered that it is particularly preferable for the functional group to have only a functional group other than a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group as a functional group with respect to a component contained in a proportion of not less than% by weight.
このようなジイソシアネート化合物を含む電解質構成によれば、沸点が高いながらも分解され易い溶媒など、従来は扱い難いとされてきた溶媒を選定することも可能となり、非水溶媒の選択の自由度も向上する。また、脂肪族炭素鎖の炭素鎖の長さつまり炭素数を選定することにより、負極の表面に形成されるSEIの厚さを調整することも可能となるため、厚くなりすぎることによる抵抗の増大や電池特性の低下などの発生、及び薄くなりすぎることによる電極のダメージの発生を回避して、適度な厚さで得ることが可能となる。
また、脂肪族炭素鎖の炭素数は、多すぎるとポリマーとしての溶解性が低下して非水溶媒になじまなくなるおそれがあるが、後述するように、炭素数が12以内でかつ比較的小さければ、脂肪族炭素鎖が主鎖以外に側鎖を有する(直鎖状でない)場合でも充分な溶解性を得られると考えられる。これは、粘度や、重量あたりの反応基が炭素数の増加に伴って減少することが影響していると考えられる。なお、脂肪族炭素鎖は、より主鎖の炭素数がより多い場合でも溶解性を確保するためにも、イソシアネート基の反応性にも適した直鎖状構造とすることが、やはり好ましい。
このような、電池の外装部材の変形つまり膨張の問題は、ラミネートフィルムによる外装部材による構成においてのみならず、金属缶による外装部材による構成においても、近年の容器の薄肉化に対応する上で有用と考えられる。
According to the electrolyte configuration including such a diisocyanate compound, it is possible to select a solvent that has been conventionally difficult to handle, such as a solvent that has a high boiling point but is easily decomposed, and the degree of freedom in selecting a non-aqueous solvent is also increased. improves. In addition, by selecting the length of the carbon chain of the aliphatic carbon chain, that is, the number of carbon atoms, it becomes possible to adjust the thickness of the SEI formed on the surface of the negative electrode, so that the resistance increases due to being too thick. It is possible to obtain a moderate thickness by avoiding the occurrence of deterioration of the battery characteristics and the occurrence of damage to the electrode due to being too thin.
In addition, if the number of carbon atoms in the aliphatic carbon chain is too large, the solubility as a polymer may be reduced and it may not be suitable for a non-aqueous solvent. However, as described later, if the carbon number is within 12 and is relatively small, It is considered that sufficient solubility can be obtained even when the aliphatic carbon chain has a side chain other than the main chain (not linear). This is thought to be due to the fact that the viscosity and the reactive groups per weight decrease as the number of carbon atoms increases. In addition, it is preferable that the aliphatic carbon chain has a linear structure suitable for the reactivity of the isocyanate group in order to ensure solubility even when the number of carbon atoms in the main chain is larger.
Such a problem of deformation or expansion of the battery exterior member is useful not only in the configuration of the exterior member made of the laminate film but also in the configuration of the exterior member made of the metal can in order to cope with the recent thinning of the container. it is conceivable that.
また、後述するように、電解質(本実施形態においては電解液)中のジイソシアネート化合物の添加量は、電解液に対して0.5重量%以上5重量%以下であることが好ましい。なお、これらの値は、特に初期充電前の状態において効果的であり、充電時(主に初期充電時)に負極上におけるSEIの形成にジイソシアネート化合物が一部消費されるため、電解液中のジイソシアネート化合物の量及び濃度が変化した、初期充電後には、ある程度異なる値になると考えられる。
なお、この数値範囲に対応する濃度で前述したジイソシアネート化合物が含まれることにより、使用時の充放電を通じて必要十分なSEIが形成されるが、特に好適な例としては、初充電の前にこの濃度とすることにより、初充電で必要十分なSEIの略すべてが形成されると考えられる。なお、2回目以降の充電時に、更にSEIが形成されても良い。
As will be described later, the amount of the diisocyanate compound added in the electrolyte (electrolytic solution in the present embodiment) is preferably 0.5% by weight or more and 5% by weight or less with respect to the electrolytic solution. These values are particularly effective in the state before the initial charge, and a part of the diisocyanate compound is consumed for the formation of SEI on the negative electrode during charging (mainly during initial charging). It is considered that after the initial charging in which the amount and concentration of the diisocyanate compound are changed, the values are somewhat different.
In addition, by including the diisocyanate compound described above at a concentration corresponding to this numerical range, necessary and sufficient SEI is formed through charge / discharge at the time of use. As a particularly preferable example, this concentration is set before the first charge. By doing so, it is considered that substantially all of the necessary and sufficient SEI is formed by the initial charge. Note that SEI may be further formed during the second and subsequent charging.
本実施形態において、電解液を構成する溶媒には、1,3-ジオキソール-2-オンあるいは4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オンなどの不飽和結合を有する環式炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。容量の低下をより抑制することができるからである。特に、1,3-ジオキソール-2-オンと4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オンとを共に用いるようにすれば、より高い効果を得ることができるので好ましい。 In the present embodiment, the solvent constituting the electrolytic solution is mixed with a cyclic carbonate having an unsaturated bond such as 1,3-dioxol-2-one or 4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one. And preferably used. This is because a decrease in capacity can be further suppressed. In particular, it is preferable to use 1,3-dioxol-2-one and 4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one together because higher effects can be obtained.
更に、溶媒には、ビニレンカーボネートやビニルエチレンカーボネートなどのほか、フルオロエチレンカーボネートなどのハロゲン原子を有する炭酸エステル誘導体を混合して用いるようにしてもよい。容量の低下を抑制することができるからである。この場合、不飽和結合を有する環式炭酸エステルと共に混合して用いるようにすればより好ましい。より高い効果を得ることができるからである。
ハロゲン原子を有する炭酸エステル誘導体は、環式化合物でも鎖式化合物でもよいが、環式化合物の方がより高い効果を得ることができるので好ましい。このような環式化合物としては、4-フルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4-クロロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4-ブロモ-1,3-ジオキソラン-2-オン、あるいは4,5-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オンなどが挙げられるが、中でも、4-フルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オンが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。
Furthermore, in addition to vinylene carbonate and vinyl ethylene carbonate, a carbonate ester derivative having a halogen atom such as fluoroethylene carbonate may be mixed and used as the solvent. This is because a decrease in capacity can be suppressed. In this case, it is more preferable to use a mixture with a cyclic carbonate having an unsaturated bond. This is because a higher effect can be obtained.
The carbonic acid ester derivative having a halogen atom may be either a cyclic compound or a chain compound, but the cyclic compound is preferable because a higher effect can be obtained. Such cyclic compounds include 4-fluoro-1,3-dioxolane-2-one, 4-chloro-1,3-dioxolane-2-one, 4-bromo-1,3-dioxolane-2-one Or 4,5-difluoro-1,3-dioxolane-2-one, among which 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one is preferred. This is because a higher effect can be obtained.
本実施形態において、前述のジイソシアネート化合物とともに有機溶媒に添加される含リチウム電解質塩としては、例えば、LiPF6,LiCF3 SO3あるいはLiClO4などのリチウム塩が挙げられる。電解質塩は、いずれか1種を単独で用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。
また、溶媒を構成する他の物質としては、炭酸エチレン,炭酸プロピレン,炭酸ジメチル,炭酸ジエチルあるいは炭酸エチルメチルなどの炭酸エステルが挙げられ、例えば、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの高沸点溶媒と、炭酸ジメチル,炭酸ジエチルあるいは炭酸エチルメチルなどの低沸点溶媒とを混合して用いるようにすれば、高いイオン伝導度を得ることができるので好ましい。
In the present embodiment, examples of the lithium-containing electrolyte salt added to the organic solvent together with the diisocyanate compound described above include lithium salts such as LiPF 6 , LiCF 3 SO 3, and LiClO 4 . Any one electrolyte salt may be used alone, or two or more electrolyte salts may be mixed and used.
Examples of other substances constituting the solvent include carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. For example, a high-boiling solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate; It is preferable to use a mixture with a low boiling point solvent such as dimethyl, diethyl carbonate or ethyl methyl carbonate because high ionic conductivity can be obtained.
なお、電解液はそのまま用いてもよいが、高分子化合物に保持させていわゆるゲル状の電解質を構成するものとしてもよい。その場合、電解質はセパレータ15に含浸されていてもよく、また、セパレータ15と負極13または正極14との間に層状に存在していてもよい。高分子材料としては、例えば、フッ化ビニリデンを含む重合体が好ましい。酸化還元安定性が高いからである。また、高分子化合物としては、重合性化合物が重合されることにより形成されたものも好ましい。重合性化合物としては、例えば、アクリル酸エステルなどの単官能アクリレート、メタクリル酸エステルなどの単官能メタクリレート、ジアクリル酸エステル,あるいはトリアクリル酸エステルなどの多官能アクリレート、ジメタクリル酸エステルあるいはトリメタクリル酸エステルなどの多官能メタクリレート、アクリロニトリル、またはメタクリロニトリルなどがあり、中でも、アクリレート基あるいはメタクリレート基を有するエステルが好ましい。重合が進行しやすく、重合性化合物の反応率が高いためである。
In addition, although electrolyte solution may be used as it is, it is good also as what is made to hold | maintain to a high molecular compound and comprises what is called a gel-like electrolyte. In that case, the electrolyte may be impregnated in the
<第2の実施の形態>
本発明に係る電池の、第2の実施の形態を説明する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the battery according to the present invention will be described.
本実施形態では、図2Aに一部を切開した斜視図で示すような、所謂素子巻回式の円筒型電池を例として説明する。 In the present embodiment, a so-called element-wound cylindrical battery as shown in a perspective view with a part cut in FIG. 2A will be described as an example.
本実施形態に係る電池21は、上面が開放された円筒状の電池缶22aの内部に、後述する巻回体23がセンターピン(図示せず)を中心として巻回配置され、電池蓋22bによって封止された構成を有する。
電池缶22aは、例えばアルミニウム(Al)により構成される。電池蓋22bは、例えば同様にアルミニウムによって構成され、内側に熱感抵抗素子24(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)とともに安全弁機構25が設けられ、電池缶22aに対し、ガスケット26を介してかしめられて取着されている。すなわち、電池21は、電池缶22a及び電池蓋22bによって、巻回体23が気密的に内部に封入された構成を有する。
安全弁機構25は、電池蓋22bに対し、熱感抵抗素子24を介して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は、例えば内蔵するディスク板が反転して電池蓋22bと巻回体23との電気的接続が切断される。ここで、熱感抵抗素子24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。
In the battery 21 according to the present embodiment, a winding body 23 (described later) is wound around a center pin (not shown) inside a cylindrical battery can 22a having an open upper surface. It has a sealed configuration.
The battery can 22a is made of, for example, aluminum (Al). The battery lid 22b is similarly made of, for example, aluminum, and a safety valve mechanism 25 is provided together with a thermal resistance element 24 (Positive Temperature Coefficient; PTC element) inside. The battery lid 22b is caulked to the battery can 22a via a
The safety valve mechanism 25 is electrically connected to the battery lid 22b via the heat sensitive resistance element 24. When the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to internal short circuit or external heating, for example, The built-in disk plate is reversed and the electrical connection between the battery lid 22b and the
本実施形態において、巻回体23は、例えばアルミニウムによる帯状(細長薄板状)の正極集電体31の両主面に第1正極活物質層32及び第2正極活物質層33が形成された正極29と、例えば銅による帯状の負極集電体34の両主面に第1負極活物質層35及び第2負極活物質層36が形成された負極30とが、電解質を含む一対のセパレータ27及び28を介して対向配置され、これらが各電極29及び30の長手方向に関して巻回された構成を有する。
巻回体23の正極29及び負極30には、例えばアルミニウムによる正極リード37及び例えばニッケルによる負極リード(図示せず)がそれぞれ接続されており、正極リード37は、安全弁機構25に溶接されて電池蓋22bと電気的に接続され、負極リードは、絶縁板38を介して巻回体23と分離された位置で電池缶22aに直接溶接されて電気的に接続されている。
In the present embodiment, in the
A
第1正極活物質層32及び第2正極活物質層33は、正極活物質を含み、必要に応じて炭素質材料などの導電助剤及びポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。正極活物質としては、例えば、十分な量のリチウム(Li)を含んだ例えば一般式LixMO2で表されるリチウムと遷移金属からなリチウム含有金属複合酸化物が好ましい。リチウム含有金属複合酸化物は、高電圧を発生可能であると共に、高密度であるため、二次電池の更なる高容量化を図ることが可能だからである。なお、この一般式において、Mは1種類以上の遷移金属であり、例えばコバルト,ニッケル及びマンガンからなる群のうちの少なくとも1種が好ましい。xは電池の充放電状態によって異なり、通常0.05≦x≦1.10の範囲内の値である。このようなリチウム含有金属複合酸化物の具体例としては、LiCoO2、LiMnO2あるいはLiNiO2などが挙げられる。なお、正極活物質には、いずれか1種を用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。 The first positive electrode active material layer 32 and the second positive electrode active material layer 33 include a positive electrode active material, and may include a conductive agent such as a carbonaceous material and a binder such as polyvinylidene fluoride as necessary. . As the positive electrode active material, for example, a lithium-containing metal composite oxide containing a sufficient amount of lithium (Li), for example, lithium represented by the general formula LixMO2 and a transition metal is preferable. This is because the lithium-containing metal composite oxide can generate a high voltage and has a high density, so that it is possible to further increase the capacity of the secondary battery. In this general formula, M is one or more transition metals, and for example, at least one of the group consisting of cobalt, nickel, and manganese is preferable. x varies depending on the charge / discharge state of the battery and is usually a value in the range of 0.05 ≦ x ≦ 1.10. Specific examples of such a lithium-containing metal composite oxide include LiCoO 2 , LiMnO 2, and LiNiO 2 . In addition, any 1 type may be used for a positive electrode active material, and 2 or more types may be mixed and used for it.
一方、負極30を構成する第1負極活物質層35及び第2負極活物質層36を構成する材料としては、リチウムを吸脱蔵可能な炭素質材料、あるいはリチウムと合金を形成可能な金属またはその金属を含む合金化合物が挙げられる。
On the other hand, as a material constituting the first negative electrode active material layer 35 and the second negative electrode active material layer 36 constituting the
炭素質材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛や天然黒鉛等のグラファイト類、熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等)、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの)、活性炭、繊維状炭素等の炭素質材料を、少なくとも1 種類以上使用することができる。また、充放電に寄与しない材料を含んでいても構わない。 Examples of carbonaceous materials include non-graphitizable carbon, graphites such as artificial graphite and natural graphite, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke, petroleum coke, etc.), glassy carbons, organic high carbon At least one kind of carbonaceous material such as a molecular compound fired body (phenol resin, furan resin, etc., fired at an appropriate temperature and carbonized), activated carbon, fibrous carbon, or the like can be used. Moreover, you may include the material which does not contribute to charging / discharging.
合金化合物としては、リチウムと合金可能な金属を少なくとも1種類含むものが挙げられる。具体的には、リチウムと合金形成可能な金属元素をMとしたとき、化学式MxM’yLiz(M’はLi元素及びM元素以外の1つ以上の金属元素、x>0,y≧0,z≧0)の組成を有する化合物として挙げることができる。なお、本明細書中では、半導体元素であるB,Si,As等の元素も金属元素に含めることとする。
このような金属及び金属化合物としては、例えば、Mg,B,Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Pb,Sb,Bi,Cd,Ag,Zn,Hf,Zr,Yの各金属とそれらの合金化合物、Li−Al,Li−Al−M(M:2A,3B,4B,遷移金属元素のうち1つ以上からなる)、AlSb,CuMgSb等が挙げられる。
Examples of the alloy compound include those containing at least one metal that can be alloyed with lithium. Specifically, when the metal element capable of forming an alloy with lithium is M, the chemical formula M x M ′ y Li z (M ′ is one or more metal elements other than Li element and M element, x> 0, y As a compound having a composition of ≧ 0, z ≧ 0). Note that in this specification, elements such as B, Si, and As, which are semiconductor elements, are also included in the metal elements.
Examples of such metals and metal compounds include Mg, B, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Cd, Ag, Zn, Hf, Zr, and Y, and those. Alloy compounds of Li, Al-Li, Li-Al-M (M: 2A, 3B, 4B, consisting of one or more of transition metal elements), AlSb, CuMgSb, and the like.
特に、リチウムと合金形成可能な元素としては4B族典型元素を用いるのが好ましく、更にSiまたはSnであるとより好ましく、例えば、MxSi,MxSn(Mは各々、SiまたはSnを除く1 つ以上の金属元素)で表される化合物を挙げることができる。具体的には、SiB4,SiB6,Mg2Si,Mg2Sn,Ni2Si,TiSi2,MoSi2,CoSi2,NiSi2,CaSi2,CrSi2,Cu5Si,FeSi2,MnSi2,NbSi2,TaSi2,VSi2,WSi2,ZnSi2等がこれにあたる。
また、本実施形態に係る電池においては、1つ以上の非金属元素を含む、炭素以外の4B族化合物によって、第1負極活物質層35及び第2負極活物質層36を構成することもできる。具体的には、例えば、SiC,Si3N4,Si2N2O,Ge2N2O,SiOx(0<x≦2),SnOx(0<x≦2),LiSiO,LiSnO等によることができる。
In particular, it is preferable to use a group 4B typical element as an element capable of forming an alloy with lithium, and more preferably Si or Sn. For example, M x Si, M x Sn (M excludes Si or Sn, respectively) And compounds represented by one or more metal elements). Specifically, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 and the like.
Further, in the battery according to the present embodiment, the first negative electrode active material layer 35 and the second negative electrode active material layer 36 can be formed of a 4B group compound other than carbon containing one or more nonmetallic elements. . Specifically, for example, SiC, Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, Ge 2 N 2 O, SiO x (0 <x ≦ 2), SnO x (0 <x ≦ 2), LiSiO, LiSnO, etc. Can be.
なお、これらの材料による負極活物質層の作製方法としては、例えば、メカニカルアロイニング法、原料化合物を混合して不活性雰囲気下加熱処理する方法、メルトスピニング法、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法などが挙げられるが、これに限定されるものではない。また、各材料は粉砕されていても、されていなくても良いし、2種以上の材料を混合しても構わない。
また、負極活物質層上記材料へのリチウムのドープは、電池作製後に電池内で電気化学的に行われても良いし、電池作製後あるいは電池作製前に、正極あるいは正極以外のリチウム源から供給され電気化学的にドープされても良く、材料合成の際にリチウム含有材料として合成され、電池作製時に負極に含有されても良い。
Examples of the method for producing the negative electrode active material layer using these materials include a mechanical alloying method, a method in which raw material compounds are mixed and heat-treated in an inert atmosphere, a melt spinning method, a gas atomizing method, a water atomizing method, and the like. Although it is mentioned, it is not limited to this. In addition, each material may or may not be pulverized, or two or more materials may be mixed.
The negative electrode active material layer may be doped with lithium in the battery after the battery is manufactured, or supplied from a positive electrode or a lithium source other than the positive electrode after the battery is manufactured or before the battery is manufactured. It may be electrochemically doped, synthesized as a lithium-containing material during material synthesis, and contained in the negative electrode during battery fabrication.
本実施形態に係る電池を構成するセパレータ27及び28は、リチウムイオンを通過させつつ、正極29と負極30との物理的接触による短絡を防止すためのものであり、例えば、ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレンフィルムなどの微孔性ポリオレフィンフィルムなどにより構成されている。このセパレータ27及び28は、安全性確保のために所定の温度(例えば120℃)以上で熱溶融により孔を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を有することが好ましい。
本実施形態においても、このセパレータ27及び28には、液状の電解質となる電解液(図示せず)が含浸されている。この電解液は、本発明の電解質組成物の第2の実施の形態である。
The separators 27 and 28 constituting the battery according to the present embodiment are for preventing a short circuit due to physical contact between the positive electrode 29 and the
Also in this embodiment, the separators 27 and 28 are impregnated with an electrolytic solution (not shown) that becomes a liquid electrolyte. This electrolytic solution is the second embodiment of the electrolyte composition of the present invention.
本実施形態に係る電池においても、第1実施形態と同様、電解液は、非水溶媒(有機溶媒)に、前述した〔化4〕で示される構造を有するジイソシアネート化合物が溶解された構成を有している。
このジイソシアネート化合物は、〔化4〕に示されるように脂肪族炭素鎖(アルキル基)Rを主鎖とする構造を有しており、後述するように、脂肪族炭素鎖の互いに異なる2つの炭素に、イソシアネート基がそれぞれ結合された構造とされており、特に各イソシアネート基の間に位置する炭素の数を4以上12以下に選定することにより、電池特性及び長期保存信頼性の維持向上が図られながらも、溶媒の分解及び電池の変形を特に抑制することが可能となる。
Also in the battery according to this embodiment, as in the first embodiment, the electrolytic solution has a configuration in which the diisocyanate compound having the structure represented by the above [Chemical Formula 4] is dissolved in a non-aqueous solvent (organic solvent). is doing.
This diisocyanate compound has a structure having an aliphatic carbon chain (alkyl group) R as a main chain as shown in [Chemical Formula 4], and two carbons having different aliphatic carbon chains as described later. In particular, the number of carbons located between each isocyanate group is selected to be 4 or more and 12 or less, thereby improving the battery characteristics and long-term storage reliability. However, the decomposition of the solvent and the deformation of the battery can be particularly suppressed.
また、本実施形態に係る電池の電解液を構成するジイソシアネート化合物は、その主鎖を構成する脂肪族炭素鎖が、直鎖状であることが好ましい。これは、1分子のジイソシアネート化合物において、イソシアネート基以外の占める表面積が増加すると相対的にイソシアネート基の反応性が低下するためであり、ジイソシアネート化合物の構造を側鎖を有するものとする場合にも、SEI形成をはじめとするイソシアネート基の所定の反応を阻害しない程度にとどめることが好ましい。すなわち、このジイソシアネート化合物の構造は、イソシアネート基の反応性を損なわない範囲であれば、脂肪族炭素鎖の主鎖の炭素数及び側鎖の構成を適宜選定することが好ましいものであり、例えばイソプロピルのような分岐(側鎖を有する枝分かれ)を有する構造であってもかまわない。
また、ジイソシアネート化合物を構成する主鎖となる脂肪族炭素鎖に、直接的または間接的にヒドロキシル基やカルボキシル基及びアミノ基などで置換されていると、ジイソシアネート化合物が安定的に存在できず、分子内または分子間の反応によって変化してしまい、SEI形成など所望の目的に寄与できなくなるため、側鎖を含めた官能基としては、ヒドロキシル基やカルボキシル基及びアミノ基以外の官能基のみで置換されていることが好ましい。したがって、分子間反応によるイソシアネート基の損失を抑制するためには、電解液を構成する主たる成分(ジイソシアネート化合物のみならず、例えば後述する溶媒やリチウム電解質塩など、電解液に対して0.1重量%以上の割合で含まれている成分)についても、ヒドロキシル基、カルボキシル基及びアミノ基などのイソシアネート基と反応する官能基を有さず、イソシアネート基と反応する官能基以外の官能基のみを有する構成とすることが特に好ましい。
Moreover, it is preferable that the aliphatic carbon chain which comprises the principal chain is a linear form as for the diisocyanate compound which comprises the electrolyte solution of the battery which concerns on this embodiment. This is because in one molecule of the diisocyanate compound, the reactivity of the isocyanate group is relatively lowered when the surface area occupied by other than the isocyanate group is increased, and even when the structure of the diisocyanate compound has a side chain, It is preferable that the predetermined reaction of isocyanate groups including the formation of SEI is not inhibited. That is, as long as the structure of the diisocyanate compound is within a range not impairing the reactivity of the isocyanate group, it is preferable to appropriately select the number of carbons of the main chain of the aliphatic carbon chain and the constitution of the side chain. A structure having such a branch (branch having a side chain) may be used.
In addition, if the aliphatic carbon chain that is the main chain constituting the diisocyanate compound is directly or indirectly substituted with a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, or the like, the diisocyanate compound cannot exist stably, and the molecule The functional group including the side chain is substituted only with a functional group other than a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group, because it changes due to a reaction inside or between molecules and cannot contribute to a desired purpose such as SEI formation. It is preferable. Therefore, in order to suppress the loss of the isocyanate group due to the intermolecular reaction, the main component constituting the electrolytic solution (not only the diisocyanate compound but also 0.1 wt. % Of components) are also free of functional groups that react with isocyanate groups such as hydroxyl groups, carboxyl groups, and amino groups, and have only functional groups other than functional groups that react with isocyanate groups. A configuration is particularly preferable.
このようなジイソシアネート化合物を含む電解質構成によれば、沸点が高いながらも分解され易い溶媒など、従来は扱い難いとされてきた溶媒を選定することも可能となり、非水溶媒の選択の自由度も向上する。また、脂肪族炭素鎖の炭素鎖の長さつまり炭素数を選定することにより、負極の表面に形成されるSEIの厚さを調整することも可能となるため、厚くなりすぎることによる抵抗の増大や電池特性の低下などの発生、及び薄くなりすぎることによる電極のダメージの発生を回避して、適度な厚さで得ることが可能となる。
また、脂肪族炭素鎖の炭素数は、多すぎるとポリマーとしての溶解性が低下して非水溶媒になじまなくなるおそれがあるが、後述するように、炭素数が12以内でかつ比較的小さければ、脂肪族炭素鎖が主鎖以外に側鎖を有する(直鎖状でない)場合でも充分な溶解性を得られると考えられる。これは、粘度や、重量あたりの反応基が炭素数の増加に伴って減少することが影響していると考えられる。なお、脂肪族炭素鎖は、より主鎖の炭素数がより多い場合でも溶解性を確保するために、イソシアネート基の反応性にも適した直鎖状構造とすることが、やはり好ましい。
このような、電池の外装部材の変形つまり膨張の問題は、ラミネートフィルムによる外装部材による構成においてのみならず、金属缶による外装部材による構成においても、近年の容器の薄肉化に対応する上で有用と考えられる。
According to the electrolyte configuration including such a diisocyanate compound, it is possible to select a solvent that has been conventionally difficult to handle, such as a solvent that has a high boiling point but is easily decomposed, and the degree of freedom in selecting a non-aqueous solvent is also increased. improves. In addition, by selecting the length of the carbon chain of the aliphatic carbon chain, that is, the number of carbon atoms, it becomes possible to adjust the thickness of the SEI formed on the surface of the negative electrode, so that the resistance increases due to being too thick. It is possible to obtain a moderate thickness by avoiding the occurrence of deterioration of the battery characteristics and the occurrence of damage to the electrode due to being too thin.
In addition, if the number of carbon atoms in the aliphatic carbon chain is too large, the solubility as a polymer may be reduced and it may not be suitable for a non-aqueous solvent. However, as described later, if the carbon number is within 12 and is relatively small, It is considered that sufficient solubility can be obtained even when the aliphatic carbon chain has a side chain other than the main chain (not linear). This is thought to be due to the fact that the viscosity and the reactive groups per weight decrease as the number of carbon atoms increases. In addition, in order to ensure solubility even when the number of carbon atoms in the main chain is larger, it is preferable that the aliphatic carbon chain has a linear structure suitable for isocyanate group reactivity.
Such a problem of deformation or expansion of the battery exterior member is useful not only in the configuration of the exterior member made of the laminate film but also in the configuration of the exterior member made of the metal can in order to cope with the recent thinning of the container. it is conceivable that.
また、後述するように、電解質(本実施形態においては電解液)中のジイソシアネート化合物の添加量は、電解液に対して0.5重量%以上5重量%以下であることが好ましい。なお、これらの値は、特に初期充電前の状態において効果的であり、充電時(主に初期充電時)に負極上におけるSEIの形成にジイソシアネート化合物が一部消費されるため、電解液中のジイソシアネート化合物の量及び濃度が変化した、初期充電後には、ある程度異なる値になると考えられる。
なお、この数値範囲に対応する濃度で前述したジイソシアネート化合物が含まれることにより、使用時の充放電を通じて必要十分なSEIが形成されるが、特に好適な例としては、初充電の前にこの濃度とすることにより、初充電で必要十分なSEIの略すべてが形成されると考えられる。なお、2回目以降の充電時に、更にSEIが形成されても良い。
As will be described later, the amount of the diisocyanate compound added in the electrolyte (electrolytic solution in the present embodiment) is preferably 0.5% by weight or more and 5% by weight or less with respect to the electrolytic solution. These values are particularly effective in the state before the initial charge, and a part of the diisocyanate compound is consumed for the formation of SEI on the negative electrode during charging (mainly during initial charging). It is considered that after the initial charging in which the amount and concentration of the diisocyanate compound are changed, the values are somewhat different.
In addition, by including the diisocyanate compound described above at a concentration corresponding to this numerical range, necessary and sufficient SEI is formed through charge / discharge at the time of use. As a particularly preferable example, this concentration is set before the first charge. By doing so, it is considered that substantially all of the necessary and sufficient SEI is formed by the initial charge. Note that SEI may be further formed during the second and subsequent charging.
有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、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、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、酢酸エステルあるいはプロピオン酸エステルが挙げられる。 Examples of the organic solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3- Examples include dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, diethyl ether, sulfolane, methyl sulfolane, acetonitrile, propyl nitrile, anisole, acetic acid ester or propionic acid ester.
なお、溶媒には、これらのいずれか1種を用いてもよいが、2種類以上を混合して用いてもよい。
混合して用いる場合は特に、エチレンカーボネートを主溶媒として、メチルエチルカーボネートやメチルプロピルカーボネート等の非対称鎖状炭酸エステルを第2成分として添加した構成が好適である。さらに、メチルエチルカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒とすることもできる。この場合、混合する体積比率は、エチレンカーボネート:第2成分溶媒=7:3〜3:7の範囲とすることが好ましい。また、第2成分溶媒として前述の混合溶媒を用いる場合、体積比率はメチルエチルカーボネート:ジメチルカーボネート=2:8〜9:1の範囲とすることが好ましい。
第2成分の添加により、主溶媒の分解が抑制されるとともに、導電率が向上して電流特性が改良される、電解液の凝固点が低下して低温特性が改善される、リチウム金属との反応性が低下して安全性が改善されるなどの効果が得られる。
In addition, any 1 type of these may be used for a solvent, and 2 or more types may be mixed and used for it.
When mixing and using, the structure which added asymmetrical chain carbonates, such as methyl ethyl carbonate and methyl propyl carbonate, as a 2nd component especially using ethylene carbonate as a main solvent is suitable. Furthermore, a mixed solvent of methyl ethyl carbonate and dimethyl carbonate can be used. In this case, the volume ratio to be mixed is preferably in the range of ethylene carbonate: second component solvent = 7: 3 to 3: 7. Moreover, when using the above-mentioned mixed solvent as a 2nd component solvent, it is preferable to make a volume ratio into the range of methyl ethyl carbonate: dimethyl carbonate = 2: 8-9: 1.
Addition of the second component suppresses decomposition of the main solvent, improves conductivity and improves current characteristics, reduces freezing point of electrolyte and improves low temperature characteristics, reaction with lithium metal The effect that safety | security falls and safety is improved is acquired.
前述のジイソシアネート化合物とともに有機溶媒に添加される含リチウム電解質としてはLiPF6が好適であるが、この種の電池に用いられるものであればいずれも使用可能であり、例えば、リチウム塩として、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(C4F9SO2)(CF3SO2)、LiClあるいはLiBrが挙げられる。このうち、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2あるいはLiN(C4F9 SO2)(CF3SO2)が好ましく、中でも、LiPF6あるいはLiBF4は特に好ましい。リチウム塩には、いずれか1種を用いてもよいが、2種以上を混合して用いてもよい。 LiPF 6 is suitable as the lithium-containing electrolyte to be added to the organic solvent together with the diisocyanate compound described above, but any of those used in this type of battery can be used. For example, as a lithium salt, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (C 4 F 9 SO 2 ) ( CF 3 SO 2 ), LiCl or LiBr. Among these, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 or LiN (C 4 F 9 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) is preferable, and LiPF 6 or LiBF 4 is particularly preferable. Any one of the lithium salts may be used, or a mixture of two or more may be used.
<実施例>
以下、本発明の具体的な実施例として、前述の第1実施形態及び第2実施形態で説明した構成による電池における特性測定結果について、詳細に説明する。
なお、以下の各実施例において、初期特性の評価は、充電条件を0.1C定電流〜4.2V定電圧,12hカットオフとして行い、放電条件を0.2C定電流,3Vカットオフとして行い、前述の放電条件で放電した場合の容量を初期容量として測定することにより行った。また、保存特性の評価は、充電条件を1C定電流〜4.2V定電圧,2.5hカットオフとして行い、放電条件を1C定電流,3Vカットオフとして行い、保存条件を60℃30日として、(保存後の電池厚み−保存前の電池厚み)を電池の膨れとして測定することにより行った。また、サイクル特性の評価は、充電条件を1C定電流〜4.2V定電圧,2.5hカットオフとして行い、放電条件を1C定電流〜3Vカットオフとして行った。容量維持率は、(300サイクル目容量/1サイクル目容量)を300サイクル後の容量維持率として算出した。
<Example>
Hereinafter, as specific examples of the present invention, characteristics measurement results in the battery having the configuration described in the first embodiment and the second embodiment will be described in detail.
In each of the following examples, the evaluation of the initial characteristics was performed with a charging condition of 0.1 C constant current to 4.2 V constant voltage, 12 h cut-off, and a discharge condition of 0.2 C constant current, 3 V cut-off. The measurement was performed by measuring the capacity when discharged under the discharge conditions as the initial capacity. In addition, the storage characteristics are evaluated by charging conditions as 1C constant current to 4.2V constant voltage, 2.5h cutoff, discharging conditions as 1C constant current, 3V cutoff, and storage conditions as 60 ° C for 30 days ( (Battery thickness after storage−battery thickness before storage) was measured as battery swelling. In addition, the evaluation of the cycle characteristics was performed with a charging condition of 1C constant current to 4.2V constant voltage and 2.5h cut-off, and a discharging condition of 1C constant current to 3V cut-off. The capacity retention rate was calculated as (the capacity at the 300th cycle / the capacity at the first cycle) as the capacity retention rate after 300 cycles.
<第1実施例>
本実施例では、前述した第1実施形態の電池構成による電池として、50mm×350mmの帯状集電体表面にコバルト酸リチウムによる正極活物質層が形成された正極と、52mm×370mmの帯状集電体表面に人造黒鉛による負極活物質層が形成された負極との間に、セパレータが挟み込まれて巻回形成される巻回体が、アルミラミネートフィルムによる外装部材内に気密封入されたリチウムイオン2次電池を作製して測定に用いた。
電解質は、EC:PC=6:4(体積比)の非水溶媒に、0.7mol/kgの割合のLiPF6と、HFP(ヘキサフルオロプロピレン)6.9%共重合のVdF(フッ化ビニリデン)とを溶解させたゲル状電解質として構成した。
この構成による電池について、電解質に添加するジイソシアネート化合物の脂肪族炭素鎖(R)の炭素数を変化させて、初期特性,保存特性,サイクル特性の評価を行った。
結果を〔表1〕に示す。
<First embodiment>
In this example, as the battery having the battery configuration of the first embodiment described above, a positive electrode in which a positive electrode active material layer made of lithium cobaltate was formed on the surface of a 50 mm × 350 mm band current collector, and a 52 mm × 370 mm band current collector. Lithium ion 2 in which a wound body formed by winding a separator between a negative electrode having a negative electrode active material layer made of artificial graphite formed on the surface of the body is hermetically sealed in an exterior member made of an aluminum laminate film A secondary battery was prepared and used for measurement.
The electrolyte was a nonaqueous solvent of EC: PC = 6: 4 (volume ratio), LiPF 6 at a ratio of 0.7 mol / kg, and VdF (vinylidene fluoride) of 6.9% copolymerization of HFP (hexafluoropropylene). ) And a gel electrolyte dissolved therein.
With respect to the battery having this configuration, initial characteristics, storage characteristics, and cycle characteristics were evaluated by changing the carbon number of the aliphatic carbon chain (R) of the diisocyanate compound added to the electrolyte.
The results are shown in [Table 1].
この結果より、脂肪族炭素鎖を主鎖とするジイソシアネート化合物を含んだ電解質構成により、電池の膨れが抑制されることが確認できた。また、脂肪族炭素鎖(R)の炭素数が4以上12以下の場合に、特に膨れを抑制できることが確認できた。
また、ジイソシアネート化合物の中で、脂肪族炭素鎖でなく芳香環による構造を有するものとの比較を行うため、比較例1−2では1,3−ジイソシアナト−4−メチルベンゼンを添加して測定を行ったが、膨れを十分に抑制できないほか、容量維持率も本発明構成による場合に比して低下してしまうことが確認できた。
From this result, it was confirmed that battery swelling was suppressed by the electrolyte configuration containing a diisocyanate compound having an aliphatic carbon chain as the main chain. In addition, it was confirmed that swelling can be suppressed particularly when the carbon number of the aliphatic carbon chain (R) is 4 or more and 12 or less.
Moreover, in order to compare with the thing which has a structure by an aromatic ring instead of an aliphatic carbon chain in a diisocyanate compound, in Comparative Example 1-2, measurement was performed by adding 1,3-diisocyanato-4-methylbenzene. Although it was conducted, it was confirmed that the swelling could not be sufficiently suppressed and the capacity retention rate was lowered as compared with the case of the configuration of the present invention.
<第2実施例>
本実施例では、第1実施例と同様の構成による電池について、脂肪族炭素鎖を主鎖とするジイソシアネート化合物の添加量を変化させて、膨れ及び容量維持率の測定を行った。
結果を〔表2〕〜〔表5〕に示す。なお、〔表2〕はジイソシアネート化合物の脂肪族炭素鎖の炭素数を4とした構成における測定結果を、〔表3〕はジイソシアネート化合物の脂肪族炭素鎖の炭素数を6とした構成における測定結果を、〔表4〕はジイソシアネート化合物の脂肪族炭素鎖の炭素数を8とした構成における測定結果を、〔表5〕はジイソシアネート化合物の脂肪族炭素鎖の炭素数を12とした構成における測定結果を、それぞれ示すものである。
<Second embodiment>
In this example, for a battery having the same configuration as in the first example, the amount of swelling and capacity retention rate were measured by changing the amount of diisocyanate compound having an aliphatic carbon chain as the main chain.
The results are shown in [Table 2] to [Table 5]. In addition, [Table 2] is the measurement result in the configuration in which the carbon number of the aliphatic carbon chain of the diisocyanate compound is 4, and [Table 3] is the measurement result in the configuration in which the carbon number of the aliphatic carbon chain of the diisocyanate compound is 6. [Table 4] is the measurement result in the configuration in which the carbon number of the aliphatic carbon chain of the diisocyanate compound is 8, and [Table 5] is the measurement result in the configuration in which the carbon number of the aliphatic carbon chain of the diisocyanate compound is 12. Are shown respectively.
この結果より、電解質に添加するジイソシアネート化合物の主鎖を構成する炭素数に関わらず、添加量0.5重量%以上のときに特に膨れが抑制されることが確認できた。
また、添加量を多くしすぎると容量維持率が低下する傾向がみられたが、これは負極においてSEIが過剰に生成することによって、表面抵抗が増大することによるものと考えられる。したがって、サイクル特性の低下を回避するためには、ジイソシアネート化合物の添加量を5重量%以下が特に好ましいと考えられる。
From this result, it was confirmed that swelling was particularly suppressed when the addition amount was 0.5% by weight or more, regardless of the number of carbon atoms constituting the main chain of the diisocyanate compound added to the electrolyte.
Further, when the amount added was too large, the capacity retention rate tended to decrease. This is considered to be due to an increase in surface resistance due to excessive generation of SEI in the negative electrode. Therefore, in order to avoid deterioration of cycle characteristics, it is considered that the addition amount of the diisocyanate compound is particularly preferably 5% by weight or less.
<第3実施例>
本実施例では、第1実施例と同様の構成による電池について、異なる電解液組成による電解質を構成する溶媒の組成として、PC:DMC=7:3(体積比)の非水溶媒に0.7mol/kgの割合でLiPF6を溶解させた系について検討を行った。
結果を〔表6〕に示す。なお、本実施例においては、ジイソシアネート化合物の脂肪族炭素鎖の炭素数を6とした構成について、このジイソシアネート化合物の添加量を変化させて測定を行った。
<Third embodiment>
In this example, for a battery having the same configuration as in the first example, the composition of the solvent constituting the electrolyte with a different electrolyte composition was 0.7 mol / wt in a non-aqueous solvent of PC: DMC = 7: 3 (volume ratio). A system in which LiPF 6 was dissolved at a rate of kg was examined.
The results are shown in [Table 6]. In addition, in the present Example, it measured by changing the addition amount of this diisocyanate compound about the structure which made the carbon number of the aliphatic carbon chain of a diisocyanate compound 6.
この結果より、電解質を構成する非水溶媒の組成が異なる場合にも、前述した第1実施例及び第2実施例と同様に、本発明構成によって、電池の膨れと容量維持率の低下を抑制できることが確認できた。 From this result, even when the composition of the non-aqueous solvent constituting the electrolyte is different, the configuration of the present invention suppresses the swelling of the battery and the decrease in the capacity maintenance rate, as in the first and second embodiments described above. I was able to confirm that it was possible.
<第4実施例>
本実施例では、前述した第2実施形態の電池構成による電池として、50mm×350mmの帯状集電体表面にコバルト酸リチウムによる正極活物質層が形成された正極と、52mm×370mmの帯状集電体表面に人造黒鉛による負極活物質層が形成された負極との間に、セパレータが挟み込まれて巻回形成される巻回体が、アルミ缶による外装部材内に気密封入された円筒型のリチウムイオン2次電池を作製して測定に用いた。
電解質は、EC:PC:DMC=1:2:7(体積比)の非水溶媒に、1.2mol/kgの割合でLiPF6を溶解させた非ゲル状の電解液として構成した。
結果を〔表7〕に示す。なお、本実施例においては、ジイソシアネート化合物の脂肪族炭素鎖の炭素数を4とした構成について、このジイソシアネート化合物の添加量を変化させて測定を行った。
<Fourth embodiment>
In this example, as a battery having the battery configuration of the second embodiment described above, a positive electrode in which a positive electrode active material layer made of lithium cobaltate was formed on the surface of a 50 mm × 350 mm band current collector, and a 52 mm × 370 mm band current collector. Cylindrical lithium in which a wound body formed by sandwiching a separator between a negative electrode having a negative electrode active material layer made of artificial graphite formed on the body surface is hermetically sealed in an outer member made of an aluminum can An ion secondary battery was produced and used for measurement.
The electrolyte was configured as a non-gel electrolyte solution in which LiPF 6 was dissolved at a rate of 1.2 mol / kg in a non-aqueous solvent of EC: PC: DMC = 1: 2: 7 (volume ratio).
The results are shown in [Table 7]. In addition, in the present Example, it measured by changing the addition amount of this diisocyanate compound about the structure which made the carbon number of the aliphatic carbon chain of a diisocyanate compound 4.
この結果より、ラミネートフィルムの外装部材による場合のみならず、金属缶の外装部材による場合においても、本発明に係る電池によれば、膨れ及び容量維持率低下を回避して電池の変形を抑制できることが確認できた。 From this result, not only in the case of the laminate film exterior member but also in the case of the metal can exterior member, according to the battery according to the present invention, the deformation of the battery can be suppressed by avoiding the swelling and the capacity retention rate decrease. Was confirmed.
以上の実施の形態及び実施例で説明したように、本発明に係る電池及び電解液組成物によれば、SEI形成剤となる溶媒添加物として、アルキル鎖を有するジイソシアネート化合物を含む電解質構成とすることにより、電池特性及び変形抑制の維持ないし向上が図られる。
特に、長期保存または長期使用に伴う電池特性の低下や電池の内外における変形については、その抑制が充分に図られるものである。すなわち、本発明に係る電池によれば、高いサイクル特性を維持したまま、電池の膨れを抑制することができる。
また、前述したように、本発明に係る電池の構成は、電解質が芳香族炭素鎖(フェニル基、アリール基)を主鎖とするジイソシアネート化合物を含む構成に比して優れた特性を示すことも確認できたが、これは、脂肪族炭素鎖を主鎖とするジイソシアネート化合物の方が、粘度,重量あたりの反応基数,立体障害による反応性の低下などの点で、脂肪族炭素鎖を主鎖とする本発明構成の方が有利であるためと考えられる。
As described in the above embodiments and examples, according to the battery and the electrolytic solution composition of the present invention, the electrolyte composition includes a diisocyanate compound having an alkyl chain as a solvent additive serving as an SEI forming agent. As a result, the battery characteristics and deformation suppression can be maintained or improved.
In particular, it is possible to sufficiently suppress the deterioration of battery characteristics accompanying long-term storage or long-term use and deformation inside and outside the battery. That is, according to the battery according to the present invention, the swelling of the battery can be suppressed while maintaining high cycle characteristics.
In addition, as described above, the configuration of the battery according to the present invention may exhibit excellent characteristics as compared with a configuration in which the electrolyte includes a diisocyanate compound having an aromatic carbon chain (phenyl group or aryl group) as a main chain. It was confirmed that the diisocyanate compound with an aliphatic carbon chain as the main chain has the aliphatic carbon chain as the main chain in terms of viscosity, number of reactive groups per weight, and reduced reactivity due to steric hindrance. This is considered to be because the configuration of the present invention is more advantageous.
なお、以上の実施の形態の説明で挙げた使用材料及びその量、処理時間及び寸法などの数値的条件は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法形状及び配置関係も概略的なものである。すなわち、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。 Note that the numerical conditions such as the materials used, the amount thereof, the processing time, and the dimensions mentioned in the description of the above embodiments are only preferable examples, and the dimensional shape and the arrangement relationship in each drawing used for the description are also schematic. Is. That is, the present invention is not limited to this embodiment.
例えば、正極集電体の材料には、アルミニウムのほか、ニッケルあるいはステンレスなどを用いることもできる。
また、例えば、正極及び負極の形状も巻回式に限られず、例えば折りたたみ式の構成によることもできるし、外装部材の形状も、前述したものに限られないなど、本発明は、種々の変更及び変形をなされうる。
For example, as the material for the positive electrode current collector, nickel, stainless steel, or the like can be used in addition to aluminum.
Further, for example, the shape of the positive electrode and the negative electrode is not limited to the winding type, and for example, it can be a foldable configuration, and the shape of the exterior member is not limited to the above-described one. And modifications can be made.
1・・・電池、2・・・外装部材、3・・・巻回体、4・・・外装部材、5,6・・・リード、7,8・・・セパレータ、9・・・正極、10・・・負極、11・・・正極集電体、12・・・第1正極活物質層、13・・・第2正極活物質層、14・・・負極集電体、15・・・第1負極活物質層、16・・・第2負極活物質層、21・・・電池、22・・・外装部材、22a・・・電池缶、22b・・・電池蓋、23・・・巻回体、24・・・熱感抵抗素子、25・・・安全弁機構、26・・・ガスケット、27,28・・・セパレータ、29・・・正極、30・・・負極、31・・・正極集電体、32・・・第1正極活物質層、33・・・第2正極活物質層、34・・・負極集電体、35・・・第1負極活物質層、36・・・第2負極活物質層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery, 2 ... Exterior member, 3 ... Winding body, 4 ... Exterior member, 5, 6 ... Lead, 7, 8 ... Separator, 9 ... Positive electrode, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Negative electrode, 11 ... Positive electrode collector, 12 ... 1st positive electrode active material layer, 13 ... 2nd positive electrode active material layer, 14 ... Negative electrode collector, 15 ... 1st negative electrode active material layer, 16 ... 2nd negative electrode active material layer, 21 ... battery, 22 ... exterior member, 22a ... battery can, 22b ... battery lid, 23 ... winding Rotating body, 24 ... Heat-resistive resistance element, 25 ... Safety valve mechanism, 26 ... Gasket, 27, 28 ... Separator, 29 ... Positive electrode, 30 ... Negative electrode, 31 ... Positive electrode Current collector, 32 ... first positive electrode active material layer, 33 ... second positive electrode active material layer, 34 ... negative electrode current collector, 35 ... first negative electrode active material layer, 36 ... Second negative electrode active Quality layer
Claims (9)
上記電解質が、非水溶媒と、リチウム(Li)を含む電解質塩と、下記〔化1〕で示される構造を有するジイソシアネート化合物とを含む電解液を有する
ことを特徴とする電池。
The battery has an electrolyte solution containing a nonaqueous solvent, an electrolyte salt containing lithium (Li), and a diisocyanate compound having a structure represented by the following [Chemical Formula 1].
各イソシアネート基の間に位置する炭素の数が、4以上12以下である
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。 The diisocyanate compound has a structure in which an isocyanate group is bonded to two different carbons of the aliphatic carbon chain,
The number of carbons located between each isocyanate group is 4 or more and 12 or less. The battery according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。 2. The battery according to claim 1, wherein the amount of the diisocyanate compound added is 0.5% by weight or more and 5% by weight or less with respect to the electrolytic solution constituting the electrolyte.
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。 The battery according to claim 1, wherein the aliphatic carbon chain constituting the diisocyanate compound is linear.
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。 2. The battery according to claim 1, wherein a part of the aliphatic carbon chain constituting the diisocyanate compound is substituted only with a functional group other than a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group.
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。 The battery according to claim 1, wherein the functional group contained in the main component constituting the electrolyte is only a functional group other than a hydroxyl group, a carboxyl group, and an amino group.
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。 The battery according to claim 1, wherein the negative electrode includes a carbon material that absorbs and desorbs the lithium constituting the electrolyte.
ことを特徴とする請求項1に記載の電池。 The battery according to claim 1, wherein the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte are arranged inside an exterior member made of a laminate film.
ことを特徴とする電解液組成物。
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---|---|---|---|
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---|---|
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007242411A (en) |
Cited By (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009218057A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Sony Corp | Electrolytic solution and secondary battery |
WO2010021236A1 (en) | 2008-08-20 | 2010-02-25 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2010110159A1 (en) | 2009-03-25 | 2010-09-30 | ソニー株式会社 | Electrolyte and secondary battery |
CN102005560A (en) * | 2009-08-26 | 2011-04-06 | 索尼公司 | Negative electrode, nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same |
CN102082298A (en) * | 2008-03-10 | 2011-06-01 | 索尼株式会社 | Secondary battery |
EP2362477A1 (en) | 2010-02-18 | 2011-08-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
WO2011142276A1 (en) | 2010-05-10 | 2011-11-17 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte solution for non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP2011238440A (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte for the same |
WO2012108505A1 (en) | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 三菱化学株式会社 | Non-aqueous electrolyte for secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery using same |
WO2012108270A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 三菱化学株式会社 | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous-electrolyte secondary battery using same |
WO2012115263A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
WO2012117911A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2012178340A (en) * | 2011-01-31 | 2012-09-13 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same |
WO2012133027A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery system |
JP2013033663A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolytic solution, and nonaqueous electrolyte battery comprising the same |
WO2013031712A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell and method for manufacturing same |
JP2013051202A (en) * | 2011-08-02 | 2013-03-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolytic solution, and nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the same |
JP2013051195A (en) * | 2011-05-09 | 2013-03-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte for secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery manufactured using the same |
JP2013157305A (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery using the same |
WO2014024990A1 (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 三菱化学株式会社 | Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte secondary battery using same |
JP2014035956A (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same |
WO2014034078A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 三洋電機株式会社 | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries, method for producing same, and nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2014139912A (en) * | 2012-02-14 | 2014-07-31 | Mitsubishi Chemicals Corp | Active material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode and nonaqueous secondary battery using the same |
JP2014192030A (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte, and nonaqueous electrolyte secondary battery arranged by use thereof |
CN104868096A (en) * | 2015-05-04 | 2015-08-26 | 宁德时代新能源科技有限公司 | Lithium ion battery |
WO2015163254A1 (en) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | 三洋化成工業株式会社 | Battery additive, electrode, electrolyte, and electrochemical device |
US9653753B2 (en) | 2011-01-31 | 2017-05-16 | Mitsubishi Chemical Corporation | Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery employing the same |
US9806375B2 (en) | 2011-01-31 | 2017-10-31 | Mitsubishi Chemical Corporation | Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution secondary battery using same |
US10186733B2 (en) | 2015-01-23 | 2019-01-22 | Central Glass Co., Ltd. | Electrolytic solution for nonaqueous electrolytic solution secondary batteries and nonaqueous electrolytic solution secondary battery |
US10454139B2 (en) | 2015-01-23 | 2019-10-22 | Central Glass Co., Ltd. | Electrolytic solution for nonaqueous electrolytic solution secondary batteries and nonaqueous electrolytic solution secondary battery |
CN112531208A (en) * | 2019-09-17 | 2021-03-19 | 杉杉新材料(衢州)有限公司 | Lithium ion battery non-aqueous electrolyte and lithium ion battery |
US10978752B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-04-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
WO2021111932A1 (en) | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US11075385B2 (en) | 2012-02-14 | 2021-07-27 | Mitsubishi Chemical Corporation | Negative electrode active material for nonaqueous secondary battery, and negative electrode and nonaqueous secondary battery using the same |
CN113454809A (en) * | 2019-02-28 | 2021-09-28 | 三洋电机株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2023100748A1 (en) | 2021-11-30 | 2023-06-08 | パナソニックエナジー株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
WO2024049237A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Non-aqueous electrolyte, and lithium secondary battery comprising same |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04366563A (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-18 | Sanyo Chem Ind Ltd | Electrolyte composition and high molecular solid electrolyte |
JP2002008719A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Mitsui Chemicals Inc | Nonaqueous electrolyte and secondary battery using the same |
JP2002324525A (en) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Film for lead wire of cell and cell packaging material using the same |
JP2004241328A (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Mitsubishi Chemicals Corp | Plate laminated battery and method of manufacturing plate laminated battery |
JP2005044583A (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Toshiba Corp | Thin secondary battery |
JP2005259641A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Electrolytic solution and electrode for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and manufacturing method of those |
JP2006032225A (en) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | Battery |
JP2006164759A (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Tomiyama Pure Chemical Industries Ltd | Nonaqueous electrolyte for electrochemical device |
-
2006
- 2006-03-08 JP JP2006062986A patent/JP2007242411A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04366563A (en) * | 1991-06-11 | 1992-12-18 | Sanyo Chem Ind Ltd | Electrolyte composition and high molecular solid electrolyte |
JP2002008719A (en) * | 2000-06-27 | 2002-01-11 | Mitsui Chemicals Inc | Nonaqueous electrolyte and secondary battery using the same |
JP2002324525A (en) * | 2001-04-24 | 2002-11-08 | Dainippon Printing Co Ltd | Film for lead wire of cell and cell packaging material using the same |
JP2004241328A (en) * | 2003-02-07 | 2004-08-26 | Mitsubishi Chemicals Corp | Plate laminated battery and method of manufacturing plate laminated battery |
JP2005044583A (en) * | 2003-07-25 | 2005-02-17 | Toshiba Corp | Thin secondary battery |
JP2005259641A (en) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Electrolytic solution and electrode for lithium secondary battery, lithium secondary battery, and manufacturing method of those |
JP2006032225A (en) * | 2004-07-20 | 2006-02-02 | Japan Storage Battery Co Ltd | Battery |
JP2006164759A (en) * | 2004-12-07 | 2006-06-22 | Tomiyama Pure Chemical Industries Ltd | Nonaqueous electrolyte for electrochemical device |
Cited By (65)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102082298A (en) * | 2008-03-10 | 2011-06-01 | 索尼株式会社 | Secondary battery |
JP2009218057A (en) * | 2008-03-10 | 2009-09-24 | Sony Corp | Electrolytic solution and secondary battery |
WO2010021236A1 (en) | 2008-08-20 | 2010-02-25 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
CN102113161A (en) * | 2008-08-20 | 2011-06-29 | 三洋电机株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP5538226B2 (en) * | 2008-08-20 | 2014-07-02 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
US8802299B2 (en) | 2008-08-20 | 2014-08-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
US9912013B2 (en) | 2009-03-25 | 2018-03-06 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Electrolyte and secondary battery |
WO2010110159A1 (en) | 2009-03-25 | 2010-09-30 | ソニー株式会社 | Electrolyte and secondary battery |
US9450273B2 (en) | 2009-03-25 | 2016-09-20 | Sony Corporation | Electrolyte and secondary battery |
US9083059B2 (en) | 2009-03-25 | 2015-07-14 | Sony Corporation | Electrolyte and secondary battery |
CN102005560A (en) * | 2009-08-26 | 2011-04-06 | 索尼公司 | Negative electrode, nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same |
CN102005560B (en) * | 2009-08-26 | 2014-07-16 | 索尼公司 | Negative electrode, nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same |
US9153843B2 (en) | 2009-08-26 | 2015-10-06 | Sony Corporation | Negative electrode including solid electrolyte interface coating containing crosslinked isocyanate compound, nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing the same |
EP2362477A1 (en) | 2010-02-18 | 2011-08-31 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
US9153841B2 (en) | 2010-05-10 | 2015-10-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte solution for non-aqueous electrolyte secondary battery |
CN102870267A (en) * | 2010-05-10 | 2013-01-09 | 三洋电机株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte solution for non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP5806660B2 (en) * | 2010-05-10 | 2015-11-10 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte solution for nonaqueous electrolyte secondary battery |
EP2571088A1 (en) * | 2010-05-10 | 2013-03-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte solution for non-aqueous electrolyte secondary battery |
US8927158B2 (en) | 2010-05-10 | 2015-01-06 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolytic solution for nonaqueous electrolyte secondary battery |
EP2571088A4 (en) * | 2010-05-10 | 2013-10-23 | Sanyo Electric Co | Non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte solution for non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP2011238440A (en) * | 2010-05-10 | 2011-11-24 | Sanyo Electric Co Ltd | Nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte for the same |
WO2011142276A1 (en) | 2010-05-10 | 2011-11-17 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery, and non-aqueous electrolyte solution for non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP2012178340A (en) * | 2011-01-31 | 2012-09-13 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same |
US9653753B2 (en) | 2011-01-31 | 2017-05-16 | Mitsubishi Chemical Corporation | Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery employing the same |
US9806375B2 (en) | 2011-01-31 | 2017-10-31 | Mitsubishi Chemical Corporation | Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution secondary battery using same |
US11688881B2 (en) | 2011-01-31 | 2023-06-27 | Mitsubishi Chemical Corporation | Nonaqueous electrolytic solution and nonaqueous electrolytic solution secondary battery using same |
US8846247B2 (en) | 2011-02-10 | 2014-09-30 | Mitsubishi Chemical Corporation | Non-aqueous electrolyte for secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery employing the same |
WO2012108270A1 (en) * | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 三菱化学株式会社 | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous-electrolyte secondary battery using same |
US11791499B2 (en) | 2011-02-10 | 2023-10-17 | Mitsubishi Chemical Corporation | Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery employing the same |
US9923238B2 (en) | 2011-02-10 | 2018-03-20 | Mitsubishi Chemical Corporation | Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery employing the same |
WO2012108505A1 (en) | 2011-02-10 | 2012-08-16 | 三菱化学株式会社 | Non-aqueous electrolyte for secondary battery, and non-aqueous electrolyte secondary battery using same |
US11205802B2 (en) | 2011-02-10 | 2021-12-21 | Mitsubishi Chemical Corporation | Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery employing the same |
US10476106B2 (en) | 2011-02-10 | 2019-11-12 | Mitsubishi Chemical Corporation | Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery employing the same |
CN103392256A (en) * | 2011-02-25 | 2013-11-13 | 三洋电机株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
JPWO2012115263A1 (en) * | 2011-02-25 | 2014-07-07 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
WO2012115263A1 (en) * | 2011-02-25 | 2012-08-30 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell |
JP6124303B2 (en) * | 2011-02-25 | 2017-05-10 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
CN103384936A (en) * | 2011-02-28 | 2013-11-06 | 三洋电机株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP5989634B2 (en) * | 2011-02-28 | 2016-09-07 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
WO2012117911A1 (en) * | 2011-02-28 | 2012-09-07 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2012133027A1 (en) * | 2011-03-31 | 2012-10-04 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery system |
JP2013051195A (en) * | 2011-05-09 | 2013-03-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte for secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery manufactured using the same |
JP2013033663A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolytic solution, and nonaqueous electrolyte battery comprising the same |
JP2013051202A (en) * | 2011-08-02 | 2013-03-14 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolytic solution, and nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the same |
WO2013031712A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | 三洋電機株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary cell and method for manufacturing same |
JP2013157305A (en) * | 2012-01-26 | 2013-08-15 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte battery using the same |
JP2014139912A (en) * | 2012-02-14 | 2014-07-31 | Mitsubishi Chemicals Corp | Active material for nonaqueous secondary battery negative electrode, negative electrode and nonaqueous secondary battery using the same |
US11075385B2 (en) | 2012-02-14 | 2021-07-27 | Mitsubishi Chemical Corporation | Negative electrode active material for nonaqueous secondary battery, and negative electrode and nonaqueous secondary battery using the same |
JP2014035956A (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same |
WO2014024990A1 (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-13 | 三菱化学株式会社 | Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte secondary battery using same |
WO2014034078A1 (en) * | 2012-08-31 | 2014-03-06 | 三洋電機株式会社 | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries, method for producing same, and nonaqueous electrolyte secondary battery |
JPWO2014034078A1 (en) * | 2012-08-31 | 2016-08-08 | 三洋電機株式会社 | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and nonaqueous electrolyte secondary battery |
JP2014192030A (en) * | 2013-03-27 | 2014-10-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | Nonaqueous electrolyte, and nonaqueous electrolyte secondary battery arranged by use thereof |
WO2015163254A1 (en) * | 2014-04-24 | 2015-10-29 | 三洋化成工業株式会社 | Battery additive, electrode, electrolyte, and electrochemical device |
US10454139B2 (en) | 2015-01-23 | 2019-10-22 | Central Glass Co., Ltd. | Electrolytic solution for nonaqueous electrolytic solution secondary batteries and nonaqueous electrolytic solution secondary battery |
US10186733B2 (en) | 2015-01-23 | 2019-01-22 | Central Glass Co., Ltd. | Electrolytic solution for nonaqueous electrolytic solution secondary batteries and nonaqueous electrolytic solution secondary battery |
CN104868096A (en) * | 2015-05-04 | 2015-08-26 | 宁德时代新能源科技有限公司 | Lithium ion battery |
US10978752B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-04-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, and vehicle |
CN113454809A (en) * | 2019-02-28 | 2021-09-28 | 三洋电机株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
CN112531208A (en) * | 2019-09-17 | 2021-03-19 | 杉杉新材料(衢州)有限公司 | Lithium ion battery non-aqueous electrolyte and lithium ion battery |
WO2021111932A1 (en) | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 三洋電機株式会社 | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
CN114788048A (en) * | 2019-12-06 | 2022-07-22 | 三洋电机株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
EP4071850A4 (en) * | 2019-12-06 | 2023-06-07 | SANYO Electric Co., Ltd. | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
WO2023100748A1 (en) | 2021-11-30 | 2023-06-08 | パナソニックエナジー株式会社 | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
WO2024049237A1 (en) * | 2022-08-31 | 2024-03-07 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Non-aqueous electrolyte, and lithium secondary battery comprising same |
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