JP2007257959A - Battery - Google Patents

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敦道 川島
Akira Yamaguchi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery improvable in charge/discharge efficiency. <P>SOLUTION: A cathode 21 and an anode 22 are arranged in opposition through a separator 23. The anode 22 contains natural graphite. The separator 23 is impregnated with an electrolyte solution. The electrolyte solution contains a cyclic imide salt such as a lithium (tetrafluoroethylene) sulfonimide, a lithium (hexafluoropropene) sulfonimide, a lithium (octafluorobutene) sulfonimide, a lithium tetrafluoro succinic acid imide, or a lithium hexafluoro glutaric acid imide. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、負極に天然黒鉛を含む電池に関する。   The present invention relates to a battery including natural graphite in a negative electrode.

近年、カメラ一体型VTR(ビデオテープレコーダ),デジタルスチルカメラ,携帯電話,携帯情報端末あるいはノート型コンピュータ等のポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。それに伴い、電子機器のポータブル電源として、電池、特に二次電池について、エネルギー密度を向上させるための研究開発が活発に進められている。中でも、負極活物質として炭素材料を用い、正極活物質としてリチウム(Li)と遷移金属とを含む複合酸化物を用い、電解液に炭酸エステルを用いたリチウムイオン二次電池は、従来の水系電解液二次電池である鉛電池あるいはニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため広く実用化されている。   In recent years, many portable electronic devices such as a camera-integrated VTR (video tape recorder), a digital still camera, a mobile phone, a portable information terminal, or a notebook computer have appeared, and their size and weight have been reduced. Accordingly, as a portable power source for electronic devices, research and development for improving the energy density of batteries, particularly secondary batteries, are being actively promoted. Among them, a lithium ion secondary battery using a carbon material as a negative electrode active material, a composite oxide containing lithium (Li) and a transition metal as a positive electrode active material, and using a carbonate ester as an electrolytic solution is a conventional aqueous electrolysis. Compared to lead batteries or nickel cadmium batteries, which are liquid secondary batteries, a large energy density is obtained, so that they are widely put into practical use.

このようなリチウムイオン二次電池において検討されている炭素材料としては、合成黒鉛や天然黒鉛があるが、このうち天然黒鉛は、合成黒鉛に比べて放電容量が大きく、また、安価であるという利点がある(例えば、特許文献1,2参照)。
特開平6−290781号公報 特開平8−213020号公報
Carbon materials that have been studied in such lithium ion secondary batteries include synthetic graphite and natural graphite. Among these, natural graphite has a larger discharge capacity and lower cost than synthetic graphite. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
JP-A-6-290781 JP-A-8-213020

しかしながら、鉱山から採掘した天然黒鉛を負極活物質として使用するには、大きな天然黒鉛の結晶を粉砕することが必要となるので、粉砕断面の反応性が高くなってしまい、電解液の分解により充放電効率が低下してしまうという問題があった。   However, in order to use natural graphite mined from a mine as a negative electrode active material, it is necessary to pulverize large natural graphite crystals, which increases the reactivity of the pulverized cross-section and causes the electrolyte to decompose. There was a problem that the discharge efficiency was lowered.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、充放電効率を向上させることができる電池を提供することにある。   This invention is made | formed in view of this problem, The objective is to provide the battery which can improve charging / discharging efficiency.

本発明による電池は、正極および負極と共に電解液を備えたものであって、負極は、天然黒鉛を含み、電解液は、環状のイミド塩を含むものである。   The battery according to the present invention is provided with an electrolytic solution together with a positive electrode and a negative electrode, the negative electrode contains natural graphite, and the electrolytic solution contains a cyclic imide salt.

本発明の電池によれば、電解液に環状のイミド塩を含むようにしたので、負極に天然黒鉛を含んでいても、電解液の分解反応を抑制することができ、充放電効率を向上させることができる。   According to the battery of the present invention, since the electrolytic solution contains a cyclic imide salt, the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed and the charge / discharge efficiency can be improved even if the negative electrode contains natural graphite. be able to.

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

図1は、本発明の一実施の形態に係る二次電池の断面構成を表すものである。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、帯状の正極21と負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。電池缶11は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12, 13がそれぞれ配置されている。   FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of a secondary battery according to an embodiment of the present invention. This secondary battery is a so-called cylindrical type, and a wound electrode body 20 in which a belt-like positive electrode 21 and a negative electrode 22 are wound through a separator 23 inside a substantially hollow cylindrical battery can 11. have. The battery can 11 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12, 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

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

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

図2は、図1に示した巻回電極体20の一部を拡大して表すものである。正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aと、正極集電体21Aの両面に設けられた正極活物質層21Bとを有している。正極集電体21A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の金属材料により構成されている。正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出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。   FIG. 2 shows an enlarged part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. The positive electrode 21 includes, for example, a positive electrode current collector 21A having a pair of opposed surfaces, and a positive electrode active material layer 21B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 21A. The positive electrode current collector 21A is made of a metal material such as aluminum, nickel, or stainless steel, for example. The positive electrode active material layer 21B includes, for example, one or more of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a positive electrode active material, and a conductive material such as a carbon material and polyfluoride as necessary. A binder such as vinylidene may be included.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、あるいはこれらを含む固溶体(Li(Nix Coy Mnz )O2 ))(x,yおよびzの値は0≦x≦1,0≦y≦1,0≦z≦1,x+y+z=1である。)、またはマンガンスピネル(LiMn2 4 )あるいはその固溶体(Li(Mn2-v Niv )O4 )(vの値はv<2である。)などのリチウム複合酸化物、またはリン酸鉄リチウム(LiFePO4 )などのオリビン構造を有するリン酸化合物が好ましい。高いエネルギー密度を得ることができるからである。また、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、酸化チタン,酸化バナジウムあるいは二酸化マンガンなどの酸化物、二硫化鉄,二硫化チタンあるいは二硫化モリブデンなどの二硫化物、硫黄、ポリアニリンあるいはポリチオフェンなどの導電性高分子も挙げられる。 As a cathode material capable of inserting and extracting lithium, for example, lithium cobalt oxide, a solid solution containing lithium nickelate, or these (Li (Ni x Co y Mn z) O 2)) (x, y and z Of 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, 0 ≦ z ≦ 1, x + y + z = 1), or manganese spinel (LiMn 2 O 4 ) or its solid solution (Li (Mn 2−v Ni v ) O 4 ) (value of v is v <2) or a phosphate compound having an olivine structure such as lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) is preferable. This is because a high energy density can be obtained. Examples of the positive electrode material capable of occluding and releasing lithium include oxides such as titanium oxide, vanadium oxide and manganese dioxide, disulfides such as iron disulfide, titanium disulfide and molybdenum disulfide, and sulfur. And conductive polymers such as polyaniline and polythiophene.

負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。負極集電体22Aは、例えば、銅(Cu),ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料により構成されている。   The negative electrode 22 has, for example, a structure in which a negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces. The anode current collector 22A is made of, for example, a metal material such as copper (Cu), nickel, or stainless steel.

負極活物質層22Bは、例えば、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んでいる。   The negative electrode active material layer 22B includes, for example, any one or more of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a negative electrode active material.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、天然黒鉛を含んでいる。放電容量が大きく、電池容量を高くすることができるからである。   The negative electrode material capable of inserting and extracting lithium includes natural graphite. This is because the discharge capacity is large and the battery capacity can be increased.

また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、天然黒鉛に加えて他の負極活物質を含んでいてもよい。他の負極活物質としては、例えば、人造黒鉛が挙げらられう。また、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素を構成元素として含む材料が挙げられ、例えば、ケイ素(Si),スズ(Sn),マグネシウム(Mg),ホウ素(B),アルミニウム,ガリウム(Ga),インジウム(In),ゲルマニウム(Ge),鉛(Pb),ビスマス(Bi),カドミウム(Cd),銀(Ag),亜鉛(Zn),ハフニウム(Hf),ジルコニウム(Zr),イットリウム(Y),パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)を含む材料が挙げられる。更にまた、チタン(Ti)などのリチウムと複合酸化物を形成する元素を含む材料も挙げられる。他の負極活物質には、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。   Further, the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium may contain other negative electrode active materials in addition to natural graphite. Examples of other negative electrode active materials include artificial graphite. In addition, a material including a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium as a constituent element can be given. For example, silicon (Si), tin (Sn), magnesium (Mg), boron (B), aluminum, gallium (Ga), indium (In), germanium (Ge), lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium Examples include materials containing (Y), palladium (Pd), or platinum (Pt). Furthermore, the material containing the element which forms complex oxide with lithium, such as titanium (Ti), is also mentioned. As the other negative electrode active material, one kind may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.

セパレータ23は、正極21と負極22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る。このセパレータ23は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどよりなる合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これらの2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。   The separator 23 separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. The separator 23 is made of, for example, a porous film made of synthetic resin made of polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, or the like, or a porous film made of ceramic, and these two or more kinds of porous films are laminated. It may be made the structure.

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

溶媒は、比誘電率が30以上の高誘電率溶媒を含んでいる。これによりリチウムイオンの数を増加させることができるからである。   The solvent contains a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 30 or more. This is because the number of lithium ions can be increased.

高誘電率溶媒は、例えば、炭酸エチレン,炭酸プロピレンあるいは炭酸ブチレンなどの環式炭酸エステル、またはフルオロ炭酸エチレン(4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン)、クロロ炭酸エチレン(4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン)あるいはトリフルオロ炭酸エチレンなどの環式炭酸エステル誘導体、またはγ−ブチロラクトンあるいはγ−バレロラクトンなどのラクトン、またはN−メチル−2−ピロリドンなどのラクタム、またはN−メチル−2−オキサゾリジノンなどの環式カルバミン酸エステル、またはテトラメチレンスルホンなどのスルホン化合物が挙げられる。高誘電率溶媒には1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。   Examples of the high dielectric constant solvent include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate, or fluoroethylene carbonate (4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one), chloroethylene carbonate (4-chloro -1,3-dioxolan-2-one) or cyclic carbonate derivatives such as ethylene trifluorocarbonate, lactones such as γ-butyrolactone or γ-valerolactone, or lactams such as N-methyl-2-pyrrolidone, or Examples thereof include cyclic carbamates such as N-methyl-2-oxazolidinone, and sulfone compounds such as tetramethylene sulfone. As the high dielectric constant solvent, one kind may be used alone, or a plurality of kinds may be mixed and used.

また、高誘電率溶媒には、粘度が1mPa・s以下の低粘度溶媒を混合して用いることが好ましい。これにより高いイオン伝導性を得ることができるからである。低粘度溶媒としては、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル,炭酸エチルメチルあるいは炭酸メチルプロピルなどの鎖式炭酸エステル、または酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルあるいはトリメチル酢酸エチルなどの鎖式カルボン酸エステル、またはN,N−ジメチルアセトアミドなどの鎖式アミド、またはN,N−ジエチルカルバミン酸メチルあるいはN,N−ジエチルカルバミン酸エチルなどの鎖式カルバミン酸エステル、または1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランあるいは1,3−ジオキソランなどのエーテルが挙げられる。低粘度溶媒には1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。   Moreover, it is preferable to mix and use a low-viscosity solvent having a viscosity of 1 mPa · s or less as the high dielectric constant solvent. This is because high ion conductivity can be obtained. Examples of the low-viscosity solvent include chain carbonate esters such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate or methyl propyl carbonate, or methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, Chain carboxylic acid ester such as methyl trimethylacetate or ethyl trimethylacetate, chain amide such as N, N-dimethylacetamide, or chain formula such as methyl N, N-diethylcarbamate or ethyl N, N-diethylcarbamate Carbamates or ethers such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran or 1,3-dioxolane can be mentioned. One low viscosity solvent may be used alone, or a plurality of low viscosity solvents may be mixed and used.

溶媒としては、また、炭酸ビニレンあるいはビニル炭酸エチレンなどの多重結合を有する炭酸エステルを含むことが好ましい。電解液の分解反応を抑制することができ、充放電効率を向上させることができるからである。多重結合を有する炭酸エステルは、1種を単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。   As the solvent, it is preferable to include a carbonate having a multiple bond such as vinylene carbonate or vinyl ethylene carbonate. This is because the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed, and the charge / discharge efficiency can be improved. One type of carbonate ester having multiple bonds may be used alone, or a plurality of types may be mixed and used.

電解質塩は、環状のイミド塩を含んでいる。環状のイミド塩は、充電時に開環して負極22に被膜を形成することができると考えられ、負極22に天然黒鉛が含まれいることにより反応性が高くなっていても、電解液の分解反応を抑制することができ、充放電効率を向上させることができるからである。また、高温環境下においても、高い効果を得ることができるからである。   The electrolyte salt includes a cyclic imide salt. It is considered that the cyclic imide salt can be opened during charging to form a film on the negative electrode 22, and even if the negative electrode 22 contains natural graphite, the decomposition of the electrolyte solution is increased. This is because the reaction can be suppressed and the charge / discharge efficiency can be improved. Moreover, it is because a high effect can be obtained even in a high temperature environment.

このような環状のイミド塩としては、環状のパーフルオロアルカン酸イミドのアルカリ金属塩が好ましく挙げられ、例えば、パーフルオロアルカンスルホンイミドのアルカリ金属塩あるいはパーフルオロカルボン酸イミドのアルカリ金属塩などがある。環状のイミド塩には、1種を単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。   As such a cyclic imide salt, an alkali metal salt of a cyclic perfluoroalkanoic acid imide is preferably exemplified, and examples thereof include an alkali metal salt of perfluoroalkanesulfonimide or an alkali metal salt of perfluorocarboxylic acid imide. . One kind of cyclic imide salt may be used alone, or a plurality of kinds may be mixed and used.

パーフルオロアルカンスルホンイミドのアルカリ金属塩あるいはパーフルオロカルボン酸イミドのアルカリ金属塩としては、化1(1)に示した化合物あるいは化1の(2)に示した化合物などがある。   Examples of the alkali metal salt of perfluoroalkanesulfonimide or the alkali metal salt of perfluorocarboxylic acid imide include the compound shown in Chemical Formula 1 (1) and the compound shown in Chemical Formula 1 (2).

Figure 2007257959
(式中、R1およびR2は、炭素数2から4のパーフルオロアルキレン基を表す。M1およびM2は、リチウム,ナトリウム(Na),カリウム(K),ルビジウム(Rb),セシウム(Cs)などのアルカリ金属を表す。)
Figure 2007257959
(In the formula, R1 and R2 represent perfluoroalkylene groups having 2 to 4 carbon atoms. M1 and M2 are lithium, sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), etc.) Represents an alkali metal.)

化1(1)に示した化合物あるいは化1の(2)に示した化合物について具体的に例を挙げれば、化2の(1)に示したリチウム(テトラフルオロエチレン)スルホンイミド,化2の(2)に示したリチウム(ヘキサフルオロプロペン)スルホンイミド,化2の(3)に示したリチウム(オクタフルオロブテン)スルホンイミド,化2の(4)に示したリチウムテトラフルオロコハク酸イミドあるいは化2の(5)に示したリチウムヘキサフルオログルタル酸イミドなどがある。   Specific examples of the compound shown in Chemical Formula 1 (1) or the compound shown in Chemical Formula 1 (2) include lithium (tetrafluoroethylene) sulfonimide and Chemical Formula 2 shown in Chemical Formula 2 (1). Lithium (hexafluoropropene) sulfonimide shown in (2), lithium (octafluorobutene) sulfonimide shown in chemical formula 2 (3), lithium tetrafluorosuccinimide shown in chemical formula 2 (4) or chemical formula And lithium hexafluoroglutarimide shown in (2) of 2 above.

Figure 2007257959
Figure 2007257959

また、環状のイミド塩の含有量は、電解液において、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。   Moreover, it is preferable that content of cyclic imide salt is 0.1 to 10 mass% in electrolyte solution. This is because a higher effect can be obtained.

電解質塩としては、環状のイミド塩に加えて、他の電解質塩を含んでいてもよい。他の電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6 ),四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4 ),六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6 ),六フッ化アンチモン酸リチウム(LiSbF6 ),過塩素酸リチウム(LiClO4 ),四塩化アルミニウム酸リチウム(LiAlCl4 )などの無機リチウム塩、またはトリフルオロメタンスルホ
ン酸リチウム(CF3 SO3 Li),リチウムビス(トリフルオロメタンスルホン)イミド((CF3 SO2 2 NLi),リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホン)イミド((C2 5 SO2 2 NLi),リチウムトリス(トリフルオロメタンスルホン)メチド((CF3 SO2 3 CLi)などのパーフルオロアルカンスルホン酸誘導体のリチウム塩が挙げられる。他の電解質塩には1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
The electrolyte salt may contain other electrolyte salt in addition to the cyclic imide salt. Examples of other electrolyte salts include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), and lithium hexafluoroantimonate (LiSbF). 6 ), an inorganic lithium salt such as lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium tetrachloroaluminate (LiAlCl 4 ), lithium trifluoromethanesulfonate (CF 3 SO 3 Li), lithium bis (trifluoromethanesulfone) imide ( (CF 3 SO 2 ) 2 NLi), lithium bis (pentafluoroethanesulfone) imide ((C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi), lithium tris (trifluoromethanesulfone) methide ((CF 3 SO 2 ) 3 CLi) And lithium salts of perfluoroalkanesulfonic acid derivatives. One kind of other electrolyte salt may be used alone, or a plurality of kinds may be mixed and used.

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

まず、例えば、正極活物質と、導電材と、結着材とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層21Bを形成し、正極21を作製する。   First, for example, a positive electrode active material, a conductive material, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a paste-like material. A positive electrode mixture slurry is obtained. Subsequently, the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21A and the solvent is dried. Then, the positive electrode active material layer 21B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the positive electrode 21 is manufactured.

また、例えば、天然黒鉛と、必要に応じて他の負極活物質と、結着材とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層22Bを形成し、負極22を作製する。   Further, for example, a negative electrode mixture is prepared by mixing natural graphite, if necessary, another negative electrode active material, and a binder, and this negative electrode mixture is mixed with a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone. Disperse to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry. Subsequently, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, and the solvent is dried. Then, the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the negative electrode 22 is manufactured.

次いで、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。続いて、正極21と負極22とをセパレータ23を介して巻回し、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接すると共に、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接して、巻回した正極21および負極22を一対の絶縁板12,13で挟み電池缶11の内部に収納する。正極21および負極22を電池缶11の内部に収納したのち、電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池缶11の開口端部に電池蓋14,安全弁機構15および熱感抵抗素子16をガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図1,2に示した二次電池が完成する。   Next, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. Subsequently, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound through the separator 23, and the tip of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, and the tip of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11. The positive electrode 21 and the negative electrode 22 are sandwiched between a pair of insulating plates 12 and 13 and stored in the battery can 11. After the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are accommodated in the battery can 11, the electrolytic solution is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. After that, the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat sensitive resistance element 16 are fixed to the opening end of the battery can 11 by caulking through a gasket 17. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極21からリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極22に吸蔵される。一方、放電を行うと、例えば、負極22からリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極21に吸蔵される。ここでは、負極22に天然黒鉛が含まれており、反応性が高くなっているが、電解液に環状のイミド塩が含まれているので、負極22の反応性が低減され、電解液の分解反応が抑制される。   In the secondary battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 21 and inserted in the negative electrode 22 through the electrolytic solution. On the other hand, when discharging is performed, for example, lithium ions are extracted from the negative electrode 22 and inserted in the positive electrode 21 through the electrolytic solution. Here, natural graphite is contained in the negative electrode 22 and the reactivity is high. However, since the cyclic imide salt is contained in the electrolytic solution, the reactivity of the negative electrode 22 is reduced and the electrolytic solution is decomposed. The reaction is suppressed.

このように本実施の形態によれば、電解液に環状のイミド塩を含むようにしたので、負極22に天然黒鉛を含んでいても、電解液の分解反応を抑制することができ、充放電効率を向上させることができる。   As described above, according to the present embodiment, since the cyclic imide salt is included in the electrolytic solution, the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed even when the negative electrode 22 includes natural graphite. Efficiency can be improved.

また、電解液における環状のイミド塩の含有量を0.1質量%以上10質量%以下とするようにすれば、より高い効果を得ることができる。   Further, if the content of the cyclic imide salt in the electrolytic solution is 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, a higher effect can be obtained.

更に、電解液に、多重結合を有する炭酸エステルを含むようにすれば、充放電効率をより向上させることができ、その含有量を電解液において0.5質量%以上5質量%以下とするようにすれば、更に高い効果を得ることができる。   Furthermore, if the electrolytic solution contains a carbonate having a multiple bond, the charge / discharge efficiency can be further improved, and the content thereof is 0.5% by mass or more and 5% by mass or less in the electrolytic solution. If so, a higher effect can be obtained.

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

(実施例1−1〜1−5)
まず、正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2 )94質量部と、導電材としてグラファイト3質量部と、結着材としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合したのち、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを添加して正極合剤スラリーを得た。次いで、得られた正極合剤スラリーを、厚み20μmの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体21Aの両面に均一に塗布し乾燥させて正極活物質層21Bを形成した。そののち、正極活物質層21Bが形成された正極集電体21Aを幅50mm,長さ300mmの形状に切断して正極21を作製した。
(Examples 1-1 to 1-5)
First, 94 parts by mass of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3 parts by mass of graphite as a conductive material, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed, and then N-methyl as a solvent. -2-Pyrrolidone was added to obtain a positive electrode mixture slurry. Subsequently, the obtained positive electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector 21A made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried to form a positive electrode active material layer 21B. After that, the positive electrode current collector 21A on which the positive electrode active material layer 21B was formed was cut into a shape having a width of 50 mm and a length of 300 mm to produce the positive electrode 21.

また、負極活物質として天然黒鉛97質量部と、結着材としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合したのち、溶剤としてN−メチル−2−ピロリドンを添加して負極合剤スラリーを得た。得られた負極合剤スラリーを、厚み15μmの帯状銅箔よりなる負極集電体22Aの両面に均一に塗布し乾燥させて負極活物質層22Bを形成した。そののち、負極活物質層22Bが形成された負極集電体22Aを幅50mm,長さ300mmの形状に切断して負極22を作製した。   Moreover, after mixing 97 mass parts of natural graphite as a negative electrode active material and 3 mass parts of polyvinylidene fluoride as a binder, N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent to obtain a negative electrode mixture slurry. The obtained negative electrode mixture slurry was uniformly applied to both surfaces of a negative electrode current collector 22A made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 15 μm and dried to form a negative electrode active material layer 22B. After that, the negative electrode current collector 22A on which the negative electrode active material layer 22B was formed was cut into a shape having a width of 50 mm and a length of 300 mm to produce the negative electrode 22.

正極21および負極22をそれぞれ作製したのち、厚み25μmの微孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータ23を用意し、負極22,セパレータ23,正極21,セパレータ23の順に積層してこの積層体を渦巻状に多数回巻回し、巻回電極体20を作製した。   After preparing the positive electrode 21 and the negative electrode 22, a separator 23 made of a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm is prepared, and the negative electrode 22, the separator 23, the positive electrode 21, and the separator 23 are stacked in this order to form a spiral structure. The wound electrode body 20 was produced by winding a number of times.

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

電解液には、溶媒として炭酸エチレンと炭酸プロピレンと炭酸ジメチルと炭酸エチルメチルと炭酸ビニレンと、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムと環状のイミド塩とを、炭酸エチレン:炭酸プロピレン:炭酸ジメチル:炭酸エチルメチル:炭酸ビニレン:六フッ化リン酸リチウム:環状のイミド塩=12:9:55:4:2:16:2の質量比で混合したものを用い、環状のイミド塩は、実施例1−1では化2の(2)に示したリチウム(ヘキサフルオロプロペン)スルホンイミドとし、実施例1−2では化2の(1)に示したリチウム(テトラフルオロエチレン)スルホンイミドとし、実施例1−3では化2の(3)に示したリチウム(オクタフルオロブテン)スルホンイミドとし、実施例1−4では化2の(4)に示したリチウムテトラフルオロコハク酸イミドとし、実施例1−5では化2の(5)に示したリチウムヘキサフルオログルタル酸イミドとした。   In the electrolyte solution, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and vinylene carbonate as solvents, lithium hexafluorophosphate and cyclic imide salt as electrolyte salts, ethylene carbonate: propylene carbonate: dimethyl carbonate: Ethyl methyl carbonate: vinylene carbonate: lithium hexafluorophosphate: cyclic imide salt = a mixture of 12: 9: 55: 4: 2: 16: 2 in a mass ratio. In Example 1-1, lithium (hexafluoropropene) sulfonimide shown in Chemical Formula 2 (2) was used, and in Example 1-2, lithium (tetrafluoroethylene) sulfonimide shown in Chemical Formula 2 (1) was used. In 1-3, the lithium (octafluorobutene) sulfonimide shown in Chemical Formula 2 (3) was used. In Example 1-4, the lithium shown in Chemical Formula 2 (4) was used. And tiger fluoro succinimide was lithium hexafluoro glutaric acid imide shown in Example 1-5 In Formula 2 (5).

電池缶11の内部に電解液を注入したのち、表面にアスファルトを塗布したガスケット17を介して電池蓋14を電池缶11にかしめることにより、直径18mmの円筒型二次電池を得た。   After injecting the electrolyte into the battery can 11, the battery lid 14 was caulked to the battery can 11 via a gasket 17 having asphalt coated on the surface, thereby obtaining a cylindrical secondary battery having a diameter of 18 mm.

実施例1−1〜1−5に対する比較例1−1として、環状のイミド塩を用いなかったことを除き、他は実施例1−1〜1−5と同様にして二次電池を作製した。電解液は、具体的には、炭酸エチレンと炭酸プロピレンと炭酸ジメチルと炭酸エチルメチルと炭酸ビニレンと、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムとを、炭酸エチレン:炭酸プロピレン:炭酸ジメチル:炭酸エチルメチル:炭酸ビニレン:六フッ化リン酸リチウム=12:9:57:4:2:16の質量比で混合したものを用いた。   As Comparative Example 1-1 with respect to Examples 1-1 to 1-5, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Examples 1-1 to 1-5, except that a cyclic imide salt was not used. . Specifically, the electrolyte includes ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, vinylene carbonate, and lithium hexafluorophosphate as an electrolyte salt, ethylene carbonate: propylene carbonate: dimethyl carbonate: ethyl methyl carbonate. : Vinylene carbonate: lithium hexafluorophosphate = 12: 9: 57: 4: 2: 16 mixed at a mass ratio was used.

実施例1−1〜1−5および比較例1−1の二次電池について、23℃または45℃の環境下において、充放電を300サイクル行い、サイクル特性を調べた。結果を表1に示す。なお、充電は、2200mAで4.2Vを上限として3時間行い、放電は、2200mAで3.0Vまで行い、サイクル特性は、1サイクル目の放電容量に対する300サイクル目の放電容量の維持率、すなわち、(300サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100(%)から求めた。   Regarding the secondary batteries of Examples 1-1 to 1-5 and Comparative Example 1-1, 300 cycles of charge / discharge were performed in an environment of 23 ° C. or 45 ° C., and the cycle characteristics were examined. The results are shown in Table 1. The charging is performed at 2200 mA for 4.2 hours with 4.2 V as the upper limit, the discharging is performed at 2200 mA up to 3.0 V, and the cycle characteristic is the maintenance ratio of the discharge capacity at the 300th cycle relative to the discharge capacity at the first cycle, that is, , (Discharge capacity at the 300th cycle / discharge capacity at the first cycle) × 100 (%).

Figure 2007257959
Figure 2007257959

表1に示したように、環状のイミド塩を用いた実施例1−1〜1−5によれば、これを用いていない比較例1−1よりも、23℃における放電容量維持率が飛躍的に向上した。また、環状のイミド塩を用いた実施例1−1では、45℃における放電容量維持率についても、高い値を示した。   As shown in Table 1, according to Examples 1-1 to 1-5 using a cyclic imide salt, the discharge capacity maintenance rate at 23 ° C. was dramatically higher than that of Comparative Example 1-1 using no cyclic imide salt. Improved. In Example 1-1 using a cyclic imide salt, the discharge capacity retention rate at 45 ° C. was also high.

すなわち、負極22に天然黒鉛を含む場合でも、電解液に環状のイミド塩を含むようにすれば、充放電効率を向上させることができることが分かった。また、高温環境下においても、高い効果を得られることが分かった。   That is, even when the negative electrode 22 contains natural graphite, it has been found that charging and discharging efficiency can be improved if the electrolyte contains a cyclic imide salt. It was also found that a high effect can be obtained even in a high temperature environment.

(実施例2−1,2−2)
電解液におけるリチウム(ヘキサフルオロプロペン)スルホンイミドの含有量を10質量%または0.1質量%としたことを除き、他は実施例1−1と同様にして二次電池を作製した。具体的には、炭酸エチレン:炭酸プロピレン:炭酸ジメチル:炭酸エチルメチル:炭酸ビニレン:六フッ化リン酸リチウム:リチウム(ヘキサフルオロプロペン)スルホンイミド(質量比)は、実施例2−1では、12:9:47:4:2:16:10とし、実施例2−2では、12:9:56.9:4:2:16:0.1とした。
(Examples 2-1 and 2-2)
A secondary battery was made in the same manner as Example 1-1 except that the content of lithium (hexafluoropropene) sulfonimide in the electrolytic solution was 10% by mass or 0.1% by mass. Specifically, ethylene carbonate: propylene carbonate: dimethyl carbonate: ethyl methyl carbonate: vinylene carbonate: lithium hexafluorophosphate: lithium (hexafluoropropene) sulfonimide (mass ratio) is 12 in Example 2-1. : 9: 47: 4: 2: 16: 10, and in Example 2-2, it was set to 12: 9: 56.9: 4: 2: 16: 0.1.

実施例2−1,2−2の二次電池について、実施例1−1〜1−5と同様にして、23℃の環境下においてサイクル特性を調べた。結果を実施例1−1および比較例1−1の結果と共に表2に示す。   For the secondary batteries of Examples 2-1 and 2-2, cycle characteristics were examined in an environment at 23 ° C. in the same manner as in Examples 1-1 to 1-5. The results are shown in Table 2 together with the results of Example 1-1 and Comparative example 1-1.

Figure 2007257959
Figure 2007257959

表2に示したように、電解液におけるリチウム(ヘキサフルオロプロペン)スルホンイミドの含有量を0.1質量%以上10質量%以下とした実施例1−1,2−1,2−2において、高い放電容量維持率が得られた。   As shown in Table 2, in Examples 1-1, 2-1, and 2-2 in which the content of lithium (hexafluoropropene) sulfonimide in the electrolytic solution was 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, A high discharge capacity retention rate was obtained.

すなわち、電解液における環状のイミド塩の含有量を0.1質量%以上10質量%以下とするようにすれば、好ましいことが分かった。   That is, it has been found that it is preferable if the content of the cyclic imide salt in the electrolytic solution is 0.1% by mass or more and 10% by mass or less.

(実施例3−1,3−2)
電解液における炭酸ビニレンの含有量を5質量または0.5質量%としたことを除き、他は実施例1−1と同様にして二次電池を作製した。具体的には、炭酸エチレン:炭酸プロピレン:炭酸ジメチル:炭酸エチルメチル:炭酸ビニレン:六フッ化リン酸リチウム:リチウム(ヘキサフルオロプロペン)スルホンイミド(質量比)は、実施例3−1では、9:9:55:4:5:16:2とし、実施例3−2では、13.5:9:55:4:0.5:16:2とした。
(Examples 3-1 and 3-2)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1-1, except that the content of vinylene carbonate in the electrolytic solution was 5 mass% or 0.5 mass%. Specifically, ethylene carbonate: propylene carbonate: dimethyl carbonate: ethyl methyl carbonate: vinylene carbonate: lithium hexafluorophosphate: lithium (hexafluoropropene) sulfonimide (mass ratio) is 9 in Example 3-1. : 9: 55: 4: 5: 16: 2 and in Example 3-2, 13.5: 9: 55: 4: 0.5: 16: 2.

実施例3−1,3−2に対する比較例3−1,3−2として、リチウム(ヘキサフルオロプロペン)スルホンイミドを用いなかったことを除き、他は実施例3−1,3−2と同様にして二次電池を作製した。具体的には、炭酸エチレン:炭酸プロピレン:炭酸ジメチル:炭酸エチルメチル:炭酸ビニレン:六フッ化リン酸リチウム(質量比)は、比較例3−1では、9:9:57:4:5:16とし、比較例3−2では、13.5:9:57:4:0.5:16とした。   As Comparative Examples 3-1 and 3-2 with respect to Examples 3-1 and 3-2, except that lithium (hexafluoropropene) sulfonimide was not used, the others were the same as Examples 3-1 and 3-2 Thus, a secondary battery was produced. Specifically, ethylene carbonate: propylene carbonate: dimethyl carbonate: ethyl methyl carbonate: vinylene carbonate: lithium hexafluorophosphate (mass ratio) is 9: 9: 57: 4: 5 in Comparative Example 3-1. 16 and 13.5: 9: 57: 4: 0.5: 16 in Comparative Example 3-2.

実施例3−1,3−2の二次電池について、実施例1−1〜1−5と同様にして、23℃の環境下においてサイクル特性を調べた。結果を実施例1−1および比較例1−1の結果と共に表3に示す。   For the secondary batteries of Examples 3-1 and 3-2, cycle characteristics were examined in an environment at 23 ° C. in the same manner as in Examples 1-1 to 1-5. The results are shown in Table 3 together with the results of Example 1-1 and Comparative example 1-1.

Figure 2007257959
Figure 2007257959

表3に示したように、炭酸ビニレンの含有量を変えても、電解液に環状のイミド塩を含むようにすれば、充放電効率を向上させることができることが分かった。   As shown in Table 3, it was found that even if the content of vinylene carbonate was changed, the charge / discharge efficiency could be improved if the electrolyte contained a cyclic imide salt.

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、電極反応物質としてリチウムを用いる電池について説明したが、ナトリウムあるいはカリウムなどの他のアルカリ金属、またはマグネシウムあるいはカルシウム(Ca)などのアルカリ土類金属、またはアルミニウムなどの他の軽金属を用いる場合についても、本発明を適用することができる。その際、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極活物質などは、その電極反応物質に応じて選択される。   Although the present invention has been described with reference to the embodiments and examples, the present invention is not limited to the embodiments and examples, and various modifications can be made. For example, in the above embodiments and examples, a battery using lithium as an electrode reactant has been described. However, other alkali metals such as sodium or potassium, alkaline earth metals such as magnesium or calcium (Ca), or aluminum The present invention can also be applied to cases where other light metals such as are used. At that time, the positive electrode active material capable of inserting and extracting the electrode reactant is selected according to the electrode reactant.

また、上記実施の形態および実施例では、円筒型の二次電池について具体的に挙げて説明したが、本発明は、コイン型,ボタン型,角型,楕円型, 多角形型あるいはラミネートフィルム型などの他の形状を有する二次電池、または積層構造などの他の構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。更に、本発明は、二次電池に限らず、一次電池などの他の電池についても同様に適用することができる。   In the above embodiments and examples, the cylindrical type secondary battery has been specifically described. However, the present invention is not limited to a coin type, a button type, a square type, an elliptical type, a polygon type, or a laminate film type. The present invention can be similarly applied to secondary batteries having other shapes such as those described above or secondary batteries having other structures such as a stacked structure. Furthermore, the present invention is not limited to the secondary battery, and can be similarly applied to other batteries such as a primary battery.

更にまた、上記実施の形態および実施例では、電解質として液状の電解液を用いる場合について説明したが、電解液を高分子化合物などの保持体に保持させたゲル状の電解質を用いるようにしてもよい。このような高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル,ポリフッ化ビニリデン,フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体,ポリテトラフルオロエチレン,ポリヘキサフルオロプロピレン,ポリエチレンオキサイド,ポリプロピレンオキサイド,ポリフォスファゼン,ポリシロキサン,ポリ酢酸ビニル,ポリビニルアルコール,ポリメタクリル酸メチル,ポリアクリル酸,ポリメタクリル酸,スチレン−ブタジエンゴム,ニトリル−ブタジエンゴム,ポリスチレンあるいはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的安定性の点からはポリアクリロニトリル,ポリフッ化ビニリデン,ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。   Furthermore, in the above embodiments and examples, the case where a liquid electrolytic solution is used as the electrolyte has been described. However, a gel electrolyte in which the electrolytic solution is held by a holding body such as a polymer compound may be used. Good. Examples of such a polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, and polyphosphazene. , Polysiloxane, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. In particular, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, or polyethylene oxide is preferable from the viewpoint of electrochemical stability.

本発明の一実施の形態に係る二次電池の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示した二次電池における巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。It is sectional drawing which expands and represents a part of winding electrode body in the secondary battery shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

11…電池缶、12,13…絶縁板、14…電池蓋、15…安全弁機構、15A…ディスク板、16…熱感抵抗素子、17…ガスケット、20…巻回電極体、21…正極、21A…正極集電体、21B…正極活物質層、22…負極、22A…負極集電体、22B…負極活物質層、23…セパレータ、24…センターピン、25…正極リード、26…負極リード。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery can, 12, 13 ... Insulation board, 14 ... Battery cover, 15 ... Safety valve mechanism, 15A ... Disc board, 16 ... Heat sensitive resistance element, 17 ... Gasket, 20 ... Winding electrode body, 21 ... Positive electrode, 21A DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Positive electrode collector, 21B ... Positive electrode active material layer, 22 ... Negative electrode, 22A ... Negative electrode collector, 22B ... Negative electrode active material layer, 23 ... Separator, 24 ... Center pin, 25 ... Positive electrode lead, 26 ... Negative electrode lead.

Claims (6)

正極および負極と共に電解液を備えた電池であって、
前記負極は、天然黒鉛を含み、
前記電解液は、環状のイミド塩を含む
ことを特徴とする電池。
A battery comprising an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode,
The negative electrode includes natural graphite,
The battery includes a cyclic imide salt.
前記環状のイミド塩は、環状のパーフルオロアルカン酸イミドのアルカリ金属塩を含む ことを特徴とする請求項1記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the cyclic imide salt includes an alkali metal salt of cyclic perfluoroalkanoic acid imide. 前記環状のイミド塩は、化1の(1)に示した化合物および化1の(2)に示した化合物からなる群のうちの少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1記載の電池。
Figure 2007257959
(式中、R1およびR2は、炭素数2から4のパーフルオロアルキレン基を表す。M1およびM2は、アルカリ金属を表す。)
2. The battery according to claim 1, wherein the cyclic imide salt includes at least one selected from the group consisting of a compound represented by Chemical Formula (1) and a compound represented by Chemical Formula (2). .
Figure 2007257959
(In the formula, R 1 and R 2 represent a perfluoroalkylene group having 2 to 4 carbon atoms. M 1 and M 2 represent an alkali metal.)
前記イミド塩は、リチウム(テトラフルオロエチレン)スルホンイミド,リチウム(ヘキサフルオロプロペン)スルホンイミド,リチウム(オクタフルオロブテン)スルホンイミド,リチウムテトラフルオロコハク酸イミドおよびリチウムヘキサフルオログルタル酸イミドからなる群のうちの少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1記載の電池。   The imide salt is selected from the group consisting of lithium (tetrafluoroethylene) sulfonimide, lithium (hexafluoropropene) sulfonimide, lithium (octafluorobutene) sulfonimide, lithium tetrafluorosuccinimide and lithium hexafluoroglutarimide. The battery according to claim 1, comprising at least one of the following. 前記電解液における前記環状のイミド塩の含有量は、0.1質量%以上10質量%以下であることを特徴とする請求項1記載の電池。   2. The battery according to claim 1, wherein a content of the cyclic imide salt in the electrolytic solution is 0.1% by mass or more and 10% by mass or less. 前記電解液は、更に、多重結合を有する炭酸エステルを含むことを特徴とする請求項1記載の電池。
The battery according to claim 1, wherein the electrolytic solution further contains a carbonate ester having a multiple bond.
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