JP2007335170A - Nonaqueous electrolyte, and nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte, and nonaqueous electrolyte battery Download PDF

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俊介 望月
Atsumichi Kawashima
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte and a nonaqueous electrolyte battery capable of improving a discharge capacity maintenance rate in a charging/discharging cycle by selecting an additive suitable for a saturated chain carboxylic acid ester. <P>SOLUTION: The nonaqueous electrolyte contains at least one kind of saturated chain carboxylic acid ester expressed by the formula and at least one kind of unsaturated chain carboxylic acid ester. The discharge capacity maintenance rate in the charge/discharge cycle can be improved thereby. R<SB>1</SB>and R<SB>2</SB>in the formula are each hydrocarbon group having a carbon number of not less than one and not more than 3. Either R<SB>1</SB>or R<SB>2</SB>, or both of them can have an unsaturated bond. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、非水電解液および非水電解液電池に関する。さらに詳しくは、リチウム塩を有する非水電解液およびこれを用いた非水電解液電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte battery. More specifically, the present invention relates to a non-aqueous electrolyte having a lithium salt and a non-aqueous electrolyte battery using the same.

近年、携帯電話機器やノート型パーソナルコンピュータなどの携帯情報端末の小型軽量化が急速に進み、その駆動用電源の軽量化、高出力化の研究開発が盛んに行われている。リチウムイオン二次電池は、リチウム化合物を活物質としており、軽量、高電圧、高エネルギー密度等の特性を備え、携帯用端末の電源として幅広く実用化されている。   In recent years, portable information terminals such as mobile phone devices and notebook personal computers have been rapidly reduced in size and weight, and research and development have been actively conducted to reduce the weight and increase the output power of driving power sources. Lithium ion secondary batteries use lithium compounds as active materials, have characteristics such as light weight, high voltage, and high energy density, and are widely put into practical use as power sources for portable terminals.

リチウムイオン二次電池の電解液には、エチレンカーボネート(EC)やプロピレンカーボネート(PC)などの環状炭酸エステル系の有機溶媒が多く用いられる。これらの溶媒は、高誘電率溶媒であるために支持電解質であるリチウム塩を溶解でき、また広い電位窓を持つためにリチウムイオン二次電池特有の高電位でも安定であるという利点があるが、溶液の粘度が高く、効率的なイオンの移送が妨げられる問題がある。そのため、通常はジメチルカーボネート(DMC)などの低粘度の鎖状炭酸エステルを混合させて用いることが多い。   A cyclic carbonate organic solvent such as ethylene carbonate (EC) or propylene carbonate (PC) is often used for the electrolyte of the lithium ion secondary battery. Since these solvents are high dielectric constant solvents, they can dissolve the lithium salt that is the supporting electrolyte, and because they have a wide potential window, they have the advantage of being stable even at high potentials specific to lithium ion secondary batteries, There is a problem in that the viscosity of the solution is high and efficient ion transfer is hindered. For this reason, usually, low-viscosity chain carbonates such as dimethyl carbonate (DMC) are often mixed and used.

しかしながら、炭酸エステル類だけでは溶媒の選択の幅が狭いために電解液の物性を変化させることが難しい。また、炭酸エステル類には融点が高く低温で固化するものがあるため、例えば電極活物質を厚く塗りエネルギー密度を向上させた電池における低温での放電特性などについては、改良になお問題が残されている。さらに、炭酸エステル混合物だけでは、イオン移送をさらに効果的に行うための高い電気伝導率を得ることが困難である。   However, it is difficult to change the physical properties of the electrolytic solution because the choice of solvent is narrow with only carbonate esters. In addition, since some carbonates have a high melting point and solidify at a low temperature, for example, the discharge characteristics at a low temperature in a battery in which the electrode active material is thickly applied and the energy density is improved still has problems to be improved. ing. Furthermore, it is difficult to obtain high electrical conductivity for more effective ion transfer only with a carbonate ester mixture.

そこで、例えば、特許文献1に記載されているように、炭酸エステルよりも低融点、低粘度を持ち、高い電気伝導率を持つ酢酸メチル(CH3COOCH3)、プロピオン酸メチル(CH3CH2COOCH3)などの飽和鎖状カルボン酸エステルを電解液に添加する手法が提案されている。飽和鎖状カルボン酸エステルは電解液の電気伝導率を高め、また電池の低温特性を改善できる。 Thus, for example, as described in Patent Document 1, methyl acetate (CH 3 COOCH 3 ), methyl propionate (CH 3 CH 2 ) having a lower melting point and lower viscosity than carbonic acid esters and high electrical conductivity. A method of adding a saturated chain carboxylic acid ester such as COOCH 3 ) to the electrolytic solution has been proposed. The saturated chain carboxylic acid ester can increase the electric conductivity of the electrolyte and can improve the low-temperature characteristics of the battery.

特開2004−319212号公報JP 2004-319212 A

しかしながら、飽和鎖状カルボン酸エステルは、炭酸エステルと比較して電位窓が狭いため、リチウムイオン二次電池の充放電過程において分解してしまう。このため、充放電サイクルを繰り返したときの放電容量維持率の低下が問題となっていた。   However, the saturated chain carboxylic acid ester has a narrow potential window as compared with the carbonate ester, and therefore decomposes during the charge / discharge process of the lithium ion secondary battery. For this reason, the fall of the discharge capacity maintenance factor when repeating a charging / discharging cycle has been a problem.

充放電過程における溶媒の分解を抑制するため、従来では、例えばビニレンカーボネート(VC)やビニルエチレンカーボネート(VEC)などの不飽和結合を持つ環状炭酸エステルを電解液に添加する手法が提案されている。この手法は、電池の初回充電時に不飽和環状炭酸エステルを還元分解することにより、被膜を形成し、電極と溶媒分子との接触を妨げることによって溶媒の分解を抑制できると考えられている。   In order to suppress decomposition of the solvent during the charge / discharge process, conventionally, a method of adding a cyclic carbonate having an unsaturated bond such as vinylene carbonate (VC) or vinyl ethylene carbonate (VEC) to the electrolytic solution has been proposed. . This method is considered to be able to suppress decomposition of the solvent by reducing and decomposing the unsaturated cyclic carbonate during the initial charge of the battery, thereby forming a film and preventing contact between the electrode and the solvent molecule.

また、環状炭酸エステル以外にも、例えば特許文献2に記載されているように、電解液にカルボン酸ビニルエステルなどの不飽和カルボン酸エステルを添加剤として加えることで、電池特性を向上させる手法も提案されている。   In addition to the cyclic carbonate, for example, as described in Patent Document 2, there is a technique for improving battery characteristics by adding an unsaturated carboxylic acid ester such as a carboxylic acid vinyl ester as an additive to the electrolytic solution. Proposed.

特許3633269号公報Japanese Patent No. 3633269

しかしながら、ビニレンカーボネート(VC)などの不飽和結合を有する環状炭酸エステルは、溶媒の分解を抑制する添加剤として幅広く用いられているが、飽和鎖状カルボン酸エステルを含む電解液に対する最適な添加剤とは限らない。また、飽和鎖状カルボン酸エステルを含む電解液に対する最適な添加剤を選択するための体系的な指標は、存在しておらず、試行錯誤的に最適な添加剤を探索しているのが現状である。   However, cyclic carbonates having an unsaturated bond, such as vinylene carbonate (VC), are widely used as additives for suppressing the decomposition of the solvent, but are optimal additives for electrolytes containing saturated chain carboxylic acid esters. Not necessarily. In addition, there is no systematic index for selecting the most suitable additive for electrolytes containing saturated chain carboxylic acid esters, and we are currently searching for the most suitable additive through trial and error. It is.

さらに、特許文献2では、エチレンカーボネート(EC)やプロピレンカーボネート(PC)等のカーボネート類のみを溶媒とする電解液を対象にしており、飽和鎖状カルボン酸エステルを含む高電気伝導率を有する電解液に対する効果に関する記載乃至示唆はない。   Further, Patent Document 2 is directed to an electrolytic solution using only carbonates such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) as a solvent, and is an electrolysis having a high electrical conductivity containing a saturated chain carboxylic acid ester. There is no description or suggestion regarding the effect on the liquid.

したがって、この発明の目的は、飽和鎖状カルボン酸エステルに適した添加剤を選択することにより、充放電サイクルにおける放電容量維持率を向上できる非水電解液および非水電解液電池を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte battery that can improve the discharge capacity maintenance rate in the charge / discharge cycle by selecting an additive suitable for the saturated chain carboxylic acid ester. It is in.

上述した課題を解決するために、第1の発明は、化1で表された飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種および不飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種を含むこと
を特徴とする非水電解液である。

Figure 2007335170
(式中、R1およびR2は、炭素数1以上3以下の炭化水素基である。R1およびR2のいずれか、または両方に不飽和結合を有していてもよい。) In order to solve the above-described problem, the first invention includes at least one saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 1 and at least one unsaturated chain carboxylic acid ester. It is a non-aqueous electrolyte.
Figure 2007335170
(In the formula, R 1 and R 2 are each a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. Either or both of R 1 and R 2 may have an unsaturated bond.)

第2の発明は、正極および負極と、非水電解液とを備え、
非水電解液は、
化2で表された飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種および不飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種を含むこと
を特徴とする非水電解液電池である。

Figure 2007335170
(式中、R1およびR2は、炭素数1以上3以下の炭化水素基である。R1およびR2のいずれか、または両方に不飽和結合を有していてもよい。) The second invention comprises a positive electrode and a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
Non-aqueous electrolyte
A non-aqueous electrolyte battery comprising at least one saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 2 and at least one unsaturated chain carboxylic acid ester.
Figure 2007335170
(In the formula, R 1 and R 2 are each a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. Either or both of R 1 and R 2 may have an unsaturated bond.)

第1の発明では、化1で表された飽和鎖状カルボン酸エステルおよび化1で表された不飽和鎖状カルボン酸エステルを含むようにしたので、電解液溶媒の分解を抑制できる。   In the first invention, since the saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 1 and the unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 1 are included, decomposition of the electrolyte solvent can be suppressed.

第2の発明では、電解液に、化2で表された飽和鎖状カルボン酸エステルおよび化2で表された不飽和鎖状カルボン酸エステルを含むものを用いるので、充放電サイクルにおける放電容量維持率を向上できる。   In the second invention, since the electrolytic solution containing the saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 2 and the unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 2 is used, the discharge capacity is maintained in the charge / discharge cycle. The rate can be improved.

この発明によれば、充放電サイクルにおける放電容量維持率を向上できる。   According to this invention, the discharge capacity maintenance rate in the charge / discharge cycle can be improved.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。この発明の一実施形態による非水電解液は、例えば、溶媒と、溶媒に溶解された電解質塩とを含む。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The nonaqueous electrolytic solution according to an embodiment of the present invention includes, for example, a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent.

溶媒としては、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種および化3で表された不飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種を含むものを用いる。化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステルを含むことで、電解液の電気伝導率を向上させることができる。また、化3で表された不飽和鎖状カルボン酸エステルは、添加剤として加え、これを含むことで溶媒の分解を抑制できる。   As the solvent, a solvent containing at least one saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 and at least one unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 is used. By including the saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3, the electrical conductivity of the electrolytic solution can be improved. Moreover, the unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 can be added as an additive, and by containing this, decomposition of the solvent can be suppressed.

Figure 2007335170
(式中、R1およびR2は、炭素数1以上3以下の炭化水素基である。R1およびR2のいずれか、または両方に不飽和結合を有していてもよい。)
Figure 2007335170
(In the formula, R 1 and R 2 are each a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. Either or both of R 1 and R 2 may have an unsaturated bond.)

飽和鎖状カルボン酸エステルとしては、より具体的には、例えば、酢酸メチル(CH3COOCH3)、酢酸エチル(CH3COOCH2CH3)、プロピオン酸メチル(CH3CH2COOCH3)、プロピオン酸エチル(CH3CH2COOCH2CH3)などの化合物が挙げられる。 More specifically, examples of the saturated chain carboxylic acid ester include methyl acetate (CH 3 COOCH 3 ), ethyl acetate (CH 3 COOCH 2 CH 3 ), methyl propionate (CH 3 CH 2 COOCH 3 ), and propion. And compounds such as ethyl acetate (CH 3 CH 2 COOCH 2 CH 3 ).

不飽和鎖状カルボン酸エステルとしては、より具体的に例えば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、酢酸ビニル、クロトン酸ビニルなどを挙げることができる。   More specific examples of the unsaturated chain carboxylic acid ester include methyl acrylate, ethyl acrylate, vinyl acetate, and vinyl crotonate.

より優れた充放電サイクル特性を得ることができる点から、飽和鎖状カルボン酸エステルのR1と、不飽和鎖状カルボン酸エステルR1との炭素数の差が1以下であることがより好ましい。また、飽和鎖状カルボン酸エステルのR2と、不飽和鎖状カルボン酸エステルR2との炭素数の差が1以下であることがより好ましい。 From that we can obtain a more excellent charge-discharge cycle characteristics, and R 1 a saturated chain carboxylate, it is more preferable that the difference of the number of carbon atoms of the unsaturated chain carboxylate R 1 is 1 or less . Also, as R 2 of saturated chain carboxylate, it is more preferable that the difference of the number of carbon atoms of the unsaturated chain carboxylate R 2 is 1 or less.

さらに、特に優れた充放電サイクル特性を得ることができる点から、飽和鎖状カルボン酸エステルのR1と、不飽和鎖状カルボン酸エステルR1との炭素数の差が1以下であること、且つ飽和鎖状カルボン酸エステルのR2と、不飽和鎖状カルボン酸エステルのR2との炭素数の差が1以下であることが特に好ましい。 Further, from the viewpoint of capable of obtaining a particularly excellent charge-discharge cycle characteristics, and R 1 a saturated chain carboxylate, the difference of the number of carbon atoms of the unsaturated chain carboxylate R 1 is 1 or less, The difference in carbon number between R 2 of the saturated chain carboxylic acid ester and R 2 of the unsaturated chain carboxylic acid ester is particularly preferably 1 or less.

具体的には、例えば、飽和鎖状カルボン酸エステルがプロピオン酸メチル(R1=エチル基、R2=メチル基)の場合、プロピオン酸メチルの直鎖炭化水素基と炭素数が同じで不飽和結合を有するアクリル酸メチル(R1=ビニル基、R2=メチル基)が好ましい。 Specifically, for example, when the saturated chain carboxylic acid ester is methyl propionate (R 1 = ethyl group, R 2 = methyl group), it is unsaturated with the same number of carbon atoms as the straight chain hydrocarbon group of methyl propionate. A methyl acrylate having a bond (R 1 = vinyl group, R 2 = methyl group) is preferred.

また、例えば、飽和鎖状カルボン酸エステルが酢酸メチル(R1=R2=メチル基)の場合には、直鎖炭化水素基の炭素数を1以内で延長させた酢酸ビニル(R1=メチル基、R2=ビニル基)やアクリル酸ビニル(R1=R2=ビニル基)などの不飽和鎖状カルボン酸エステルが好ましい。 Further, for example, when the saturated chain carboxylic acid ester is methyl acetate (R 1 = R 2 = methyl group), vinyl acetate (R 1 = methyl) in which the carbon number of the linear hydrocarbon group is extended within 1 Groups, R 2 = vinyl group) and unsaturated chain carboxylic acid esters such as vinyl acrylate (R 1 = R 2 = vinyl group) are preferred.

飽和および不飽和鎖状カルボン酸エステルの総濃度としては、電解液に対して、10重量%〜30重量の範囲内であることが好ましい。より優れた充放電サイクル特性を得ることができるからである。   The total concentration of the saturated and unsaturated chain carboxylic acid ester is preferably in the range of 10% by weight to 30% by weight with respect to the electrolytic solution. This is because more excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained.

また、飽和鎖状カルボン酸エステルの濃度としては、電解液に高電気伝導率を付与させるために10重量%〜30重量%の範囲内であることがより好ましく、10重量%〜20重量%の範囲内であることが特に好ましい。飽和鎖状カルボン酸エステルの濃度を増加することにより、高い電気伝導率を得ることができるが、30重量%を超えると、充放電サイクルにおいて、飽和鎖状カルボン酸エステルの分解の影響が大きくなり、放電容量維持率の低下を招くからである。また、濃度が10重量%未満だと、電気伝導率が低減するからである。   The concentration of the saturated chain carboxylic acid ester is more preferably in the range of 10% by weight to 30% by weight in order to impart high electrical conductivity to the electrolytic solution, and is preferably in the range of 10% by weight to 20% by weight. It is particularly preferable that it is within the range. By increasing the concentration of the saturated chain carboxylic acid ester, high electrical conductivity can be obtained. However, if the concentration exceeds 30% by weight, the influence of decomposition of the saturated chain carboxylic acid ester becomes large in the charge / discharge cycle. This is because the discharge capacity retention rate is reduced. Further, when the concentration is less than 10% by weight, the electric conductivity is reduced.

不飽和鎖状カルボン酸エステルの濃度としては、高すぎると電極上に過剰の被膜を形成させて充放電サイクルを悪化させるおそれがある点から1重量%以下がより好ましい。   The concentration of the unsaturated chain carboxylic acid ester is more preferably 1% by weight or less from the viewpoint that if it is too high, an excessive film may be formed on the electrode and the charge / discharge cycle may be deteriorated.

また、溶媒としては、従来使用されている種々の溶媒と混合して用いてもよい。このような溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)などの炭酸エステルを挙げることができる。   Moreover, as a solvent, you may mix and use the conventionally used various solvent. Examples of such a solvent include carbonate esters such as ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC).

電解質塩であるリチウム塩としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、ヘキサフルオロヒ酸リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(CF3SO3Li)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム((CF3SO22NLi)、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチルリチウム((CF3SO23CLi)などを用いることができる。これらはいずれか1種を用いても良いが、2種以上を混合しても用いることができる。 Examples of lithium salts that are electrolyte salts include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), and trifluoromethane. Lithium sulfonate (CF 3 SO 3 Li), bis (trifluoromethanesulfonyl) imido lithium ((CF 3 SO 2 ) 2 NLi), tris (trifluoromethanesulfonyl) methyl lithium ((CF 3 SO 2 ) 3 CLi), etc. Can be used. Any one of these may be used, but two or more may be used in combination.

この発明の一実施形態による非水電解液を用いて、例えば、種々の形状およびサイズのリチウム電池などの二次電池を作製することが可能である。   For example, secondary batteries such as lithium batteries having various shapes and sizes can be manufactured using the nonaqueous electrolytic solution according to the embodiment of the present invention.

以下にこの発明の一実施形態による非水電解液を用いた電池の第1の例について説明する。図1は、この発明の一実施形態による非水電解液電池の一構成例を示す。この非水電解液電池は、例えば、コイン型形状を有するリチウムイオン二次電池である。   A first example of a battery using a nonaqueous electrolytic solution according to one embodiment of the present invention will be described below. FIG. 1 shows a configuration example of a nonaqueous electrolyte battery according to an embodiment of the present invention. This nonaqueous electrolyte battery is, for example, a lithium ion secondary battery having a coin shape.

図1に示すように非水電解液電池1は、正極2と、この正極2を収容する正極缶3と、負極4と、この負極4を収容する負極缶5と、正極2および負極4の間に配されたセパレータ6と、正極缶3と負極缶5との間を絶縁する絶縁ガスケット7と、非水電解液8とを有している。   As shown in FIG. 1, the nonaqueous electrolyte battery 1 includes a positive electrode 2, a positive electrode can 3 that accommodates the positive electrode 2, a negative electrode 4, a negative electrode can 5 that accommodates the negative electrode 4, and the positive electrode 2 and the negative electrode 4. A separator 6 disposed therebetween, an insulating gasket 7 that insulates between the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5, and a non-aqueous electrolyte 8 are included.

正極2は、正極集電体9上に、例えば正極活物質、結合剤、導電剤などを含有する正極合剤層10が形成されている。正極活物質としては、例えば化学式LixMO2(xは0.5以上、1.1以下の範囲であり、Mは遷移金属のうち何れか一種又は複数種の化合物である。)等で示されるリチウム複合酸化物、TiS2、MO2、NbSe2、V25等のリチウム(Li)を含有しない金属硫化物、金属酸化物、あるいは特定のポリマー等を用いることができる。これらのリチウム複合酸化物、金属硫化物、金属酸化物等のうちの何れか一種または複数種を混合して用いるようにしてもよい。 In the positive electrode 2, a positive electrode mixture layer 10 containing, for example, a positive electrode active material, a binder, a conductive agent, and the like is formed on a positive electrode current collector 9. Examples of the positive electrode active material include a chemical formula Li x MO 2 (x is in the range of 0.5 to 1.1, and M is one or more compounds among transition metals). lithium composite oxides, TiS 2, M O S 2 , NbSe 2, V 2 O metal sulfide not containing lithium (Li) such as 5, a metal oxide, or may employ certain polymers. Any one or a combination of these lithium composite oxides, metal sulfides, metal oxides, and the like may be used.

リチウム複合酸化物としては、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LixNiyCo1-y2(x、yは電池の充放電状態によって異なり、通常0<x<1、0.7<y<1.02である。)や、LiMn24等で示されるスピネル型リチウム・マンガン複合酸化物等が挙げられる。 Examples of the lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , Li x Ni y Co 1-y O 2 (x and y differ depending on the charge / discharge state of the battery, and generally 0 <x <1, 0.7 <y <1.02), and spinel type lithium / manganese composite oxides represented by LiMn 2 O 4 and the like.

正極集電体9としては、例えば網状や箔状のアルミニウム(Al)等を用いることができる。結合剤としては、この種の非水電解質電池に通常用いられる公知の樹脂材料を用いることができる。より具体的には、例えばポリフッ化ビニリデン(PVdF)等を用いることができる。また、導電剤としては、この種の非水電解質電池に通常用いられている公知のものを用いることができる。より具体的には、導電剤として例えばカーボンブラック、グラファイト等を用いることができる。   As the positive electrode current collector 9, for example, net-like or foil-like aluminum (Al) or the like can be used. As the binder, a known resin material usually used for this type of non-aqueous electrolyte battery can be used. More specifically, for example, polyvinylidene fluoride (PVdF) can be used. Moreover, as a electrically conductive agent, the well-known thing normally used for this kind of nonaqueous electrolyte battery can be used. More specifically, for example, carbon black, graphite or the like can be used as the conductive agent.

正極缶3は、正極2を収容する底の浅い皿状、いわゆるシャーレ状の導電性金属からなる容器であり、非水電解液電池1の外部正極となる。具体的に、この正極缶3には、正極2が収容された際に、正極2から例えばアルミニウム(Al)、ステンレス(SUS)、ニッケル(Ni)が厚み方向に順次蓄積された積層構造の金属容器等を用いる。   The positive electrode can 3 is a container made of a conductive metal having a shallow bottom, ie, a petri dish, that accommodates the positive electrode 2, and serves as an external positive electrode of the nonaqueous electrolyte battery 1. Specifically, in the positive electrode can 3, when the positive electrode 2 is accommodated, for example, aluminum (Al), stainless steel (SUS), and nickel (Ni) are sequentially accumulated in the thickness direction from the positive electrode 2. Use a container.

負極4は、負極集電体11上に、負極活物質を含有する負極合剤層12が形成されている。負極活物質としては、例えばリチウム(Li)と化合可能な金属、合金、元素、およびこれらの化合物等が挙げられる。   In the negative electrode 4, a negative electrode mixture layer 12 containing a negative electrode active material is formed on a negative electrode current collector 11. Examples of the negative electrode active material include metals, alloys, elements, and compounds thereof that can be combined with lithium (Li).

具体的には、例えばリチウム(Li)と化合可能な元素をMとしたときにMxM’yLiz(M’はLi元素及びM元素以外の金属元素であり、xは0より大きな数値であり、y及びzは0以上の数値である。)の化学式で示される化合物が挙げられる。 Specifically, for example, when M is an element that can be combined with lithium (Li), M x M ′ y Li z (M ′ is a Li element and a metal element other than the M element, and x is a numerical value greater than 0. And y and z are numerical values of 0 or more).

この化学式においては、例えば半導体元素であるホウ素(B)、ケイ素(Si)、ヒ素(As)等も金属元素として挙げられる。より具体的には、例えばマグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、アンチモン(Sb)、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)、ヒ素(As)等の元素及びこれらの元素を含有する化合物、Li-Al、Li-Al-M(Mは2A族、3B族、4B族の遷移金属元素のうち何れか一種または複数種である。)、AlSb、CuMgSb等が挙げられる。   In this chemical formula, for example, boron (B), silicon (Si), arsenic (As), and the like, which are semiconductor elements, are also mentioned as metal elements. More specifically, for example, magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb) ), Antimony (Sb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), arsenic (As), and the like Compounds containing these elements, Li—Al, Li—Al—M (M is one or more of 2A group, 3B group, 4B group transition metal elements), AlSb, CuMgSb, etc. Can be mentioned.

特に、リチウム(Li)と化合可能な元素には、4B族典型元素が好ましく、これらの中でもケイ素(Si)、スズ(Sn)が好ましく、さらにはケイ素(Si)を用いることがより好ましい。具体的には、例えば、MxSi、MxSn(Mはケイ素(Si)、スズ(Sn)以外の一種以上の元素であり、xは0以上の数値である。)の化学式で示されるケイ素化合物、スズ化合物が挙げられる。ケイ素化合物として、より具体的には、例えばSiB4、SiB6、Mg2Si、Mg2Sn、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2等が挙げられ、これらのうち何れか一種または複数種を混合して用いる。 In particular, the element that can be combined with lithium (Li) is preferably a group 4B typical element. Among these, silicon (Si) and tin (Sn) are preferable, and silicon (Si) is more preferable. Specifically, for example, it is represented by a chemical formula of M x Si, M x Sn (M is one or more elements other than silicon (Si) and tin (Sn), and x is a numerical value of 0 or more)). A silicon compound and a tin compound are mentioned. More specifically, examples of the silicon compound include SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, and FeSi 2. , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2, etc., and any one or a mixture of these may be used.

さらに、負極活物質としては、一つ以上の非金属元素を含有する炭素以外の4B族の元素化合物も利用できる。この化合物には、複数種の4B族の元素を含有していても良い。具体的には、例えばSiC、Si34、Si22O、Ge22O、SiOx(0<x≦2)、SnOx(0<x≦2)、LiSiO、LiSnO等が挙げられ、これらのうちの何れか一種または複数種を混合して用いる。 Furthermore, as the negative electrode active material, a group 4B element compound other than carbon containing one or more nonmetallic elements can also be used. This compound may contain a plurality of 4B group 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. Any one or a combination of these may be used.

負極活物質として用いる化合物は、例えば化合物の原料を不活性ガス雰囲気下または還元性ガス雰囲気下で所定の温度で所定の時間、加熱処理する等して合成されるが、このような合成方法に限定されることなく、様々な手法で合成されても良い。具体的には、例えばメカニカルアロイニング法、メルトスピニング法、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法等により合成される。そして、これらの方法で合成される化合物は、粉砕して粉末にしてもよいが、粉砕せずに固形物で用いることもできる。また、負極活物質として用いる化合物等にリチウム(Li)のドープを行う際は、例えば電池製造前或いは後に正極5あるいは正極5以外のリチウム(Li)源からリチウム(Li)を供給して電気化学的にドープさせることや、負極活物質の合成時にリチウム(Li)を含有させること等で行われる。   The compound used as the negative electrode active material is synthesized, for example, by subjecting the raw material of the compound to heat treatment at a predetermined temperature for a predetermined time in an inert gas atmosphere or a reducing gas atmosphere. Without being limited, they may be synthesized by various methods. Specifically, it is synthesized by, for example, a mechanical alloying method, a melt spinning method, a gas atomizing method, a water atomizing method, or the like. And although the compound synthesize | combined by these methods may be grind | pulverized and made into a powder, it can also be used with a solid substance, without grind | pulverizing. In addition, when lithium (Li) is doped into a compound or the like used as the negative electrode active material, for example, the lithium (Li) is supplied from a positive electrode 5 or a lithium (Li) source other than the positive electrode 5 before or after manufacturing the battery to perform electrochemical For example, by doping or by adding lithium (Li) during the synthesis of the negative electrode active material.

負極4に含有される負極活物質としては、上述した化合物等の他に、例えばリチウムイオンのドープおよび脱ドープが可能な炭素質材料等を用いることができる。この炭素質材料としては、例えば人造黒鉛や天然黒鉛等の黒鉛類、難黒鉛化性炭素、熱分解炭素類、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等のコークス類、ガラス状炭素繊維、フェノール性樹脂やフラン樹脂等を適当な温度で焼成して炭素化させた有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック類等が挙げられ、これらのうちの何れかの一種または複数種を混合して用いる。これらの炭素質材料は、負極合剤層12に含有された場合、負極合剤層12の導電性を向上させる導電剤としても機能することになる。   As the negative electrode active material contained in the negative electrode 4, for example, a carbonaceous material capable of doping and dedoping lithium ions can be used in addition to the above-described compounds. Examples of the carbonaceous material include graphites such as artificial graphite and natural graphite, non-graphitizable carbon, pyrolytic carbons, cokes such as pitch coke, needle coke, and petroleum coke, glassy carbon fiber, and phenolic resin. Organic polymer compound fired bodies, carbon fibers, activated carbon, carbon blacks, etc., which are carbonized by firing at a suitable temperature or furan resin, etc., and any one or more of these may be mixed Use. When these carbonaceous materials are contained in the negative electrode mixture layer 12, they also function as a conductive agent that improves the conductivity of the negative electrode mixture layer 12.

負極4において、負極合剤層12は、上述の負極活物質に、例えばこの種の非水電解質電池に通常用いられている公知の樹脂材料からなる結合剤を含有させることで形成することができる。具体的に、結合剤としては、例えばポリフッ化ビニリデンやスチレンブタジエンゴム等を用いる。   In the negative electrode 4, the negative electrode mixture layer 12 can be formed by adding the above-described negative electrode active material to, for example, a binder made of a known resin material commonly used in this type of nonaqueous electrolyte battery. . Specifically, for example, polyvinylidene fluoride or styrene butadiene rubber is used as the binder.

負極4には、負極集電体11上にリチウム(Li)のドープおよび脱ドープ可能な金属等をスパッタや蒸着等により成膜した後に、アニールを施すことで負極集電体11上にリチウム(Li)のドープおよび脱ドープ可能な金属が成膜されたものを用いても良い。   In the negative electrode 4, a lithium (Li) doped or dedopeable metal or the like is formed on the negative electrode current collector 11 by sputtering or vapor deposition, and then annealed to thereby form lithium (Li) on the negative electrode current collector 11. A material in which a metal capable of being doped and dedoped with Li) may be used.

負極缶5は、負極4を収容するシャーレ状の導電性金属からなる容器であり、非水電解液電池1の外部負極となる。具体的に、この負極缶5には、例えば、アルミニウム(Al)、ステンレスや、表面にニッケル(Ni)めっきが施された鉄(Fe)等からなる金属容器を用いる。   The negative electrode can 5 is a container made of a petri dish-like conductive metal that accommodates the negative electrode 4, and serves as an external negative electrode of the nonaqueous electrolyte battery 1. Specifically, for the negative electrode can 5, for example, a metal container made of aluminum (Al), stainless steel, iron (Fe) with nickel (Ni) plating on the surface, or the like is used.

セパレータ6は、正極2と負極4とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ非水電解液8中の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6は、微少な孔を多数有する微多孔性膜からなる。ここで、微多孔性膜とは、孔の平均孔径が5μm以下程度の微孔を多数有する樹脂膜のことである。また、セパレータ6としては、材料として従来の電池に使用されてきたものを利用することが可能である。そのなかでも、ショート防止効果に優れ、且つシャットダウン効果による電池の安全性向上が可能なポリプロピレンやポリオレフィン等からなる微多孔性フィルムを用いる。   The separator 6 separates the positive electrode 2 and the negative electrode 4 and allows lithium ions in the non-aqueous electrolyte 8 to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between both electrodes. The separator 6 is made of a microporous membrane having a large number of minute pores. Here, the microporous membrane is a resin membrane having a large number of micropores having an average pore diameter of about 5 μm or less. Moreover, as the separator 6, what has been used for the conventional battery as a material can be used. Among these, a microporous film made of polypropylene, polyolefin, or the like that is excellent in short-circuit prevention effect and can improve battery safety by a shutdown effect is used.

セパレータ6は、例えば、その厚みが5μm以上、50μm以下の範囲にされていると共に、その全体積における空隙体積の比率を表す空孔率が20%以上、60%以下の範囲にされている。このような条件に合致するセパレータ6では、製造歩留まり、出力特性、サイクル特性、安全性に優れた非水電解液電池1を得ることが可能となる。   For example, the separator 6 has a thickness in the range of 5 μm or more and 50 μm or less, and a porosity representing a ratio of the void volume in the entire volume thereof is in the range of 20% or more and 60% or less. With the separator 6 meeting such conditions, it is possible to obtain the nonaqueous electrolyte battery 1 excellent in manufacturing yield, output characteristics, cycle characteristics, and safety.

絶縁ガスケット7は、負極缶5に組み込まれ一体化された構成となっており、例えばポリプロピレン等の有機樹脂で形成されている。この絶縁ガスケット7は、外部正極となる正極缶3と外部負極となる負極缶5とを絶縁させているとともに、正極缶3および負極缶5内に充填された非水電解液8の漏出を防止させるように機能することになる。   The insulating gasket 7 is integrated and integrated in the negative electrode can 5 and is formed of an organic resin such as polypropylene, for example. The insulating gasket 7 insulates the positive electrode can 3 serving as an external positive electrode and the negative electrode can 5 serving as an external negative electrode, and prevents leakage of the nonaqueous electrolyte 8 filled in the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5. Will function.

次に、非水電解液電池1の製造方法について説明する。   Next, a method for manufacturing the nonaqueous electrolyte battery 1 will be described.

正極2は、例えば、以下に説明するようにして作製する。まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結合剤とを非水溶媒等に分散させ正極合剤塗液を調製する。次に、この正極合剤塗液を、例えば、アルミニウム(Al)箔等の金属箔状の正極集電体9に均一に塗布し、乾燥させた後、圧縮成型して正極合剤層10を形成する。これにより、正極2が得られる。   The positive electrode 2 is produced, for example, as described below. First, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are dispersed in a non-aqueous solvent or the like to prepare a positive electrode mixture coating solution. Next, this positive electrode mixture coating solution is uniformly applied to a metal foil-like positive electrode current collector 9 such as an aluminum (Al) foil, dried, and then compression molded to form the positive electrode mixture layer 10. Form. Thereby, the positive electrode 2 is obtained.

負極4は、例えば、以下に説明するようにして作製する。まず、例えば、負極活物質と、結合剤とを非水溶媒等に分散させ負極合剤塗液を調製する。この負極合剤塗液を、例えば銅(Cu)箔等の金属箔状の負極集電体11に均一に塗布し、乾燥させた後、圧縮して負極合剤層12を形成する。これにより、負極4が得られる。   The negative electrode 4 is produced, for example, as described below. First, for example, a negative electrode active material and a binder are dispersed in a non-aqueous solvent or the like to prepare a negative electrode mixture coating liquid. The negative electrode mixture coating liquid is uniformly applied to a metal foil-like negative electrode current collector 11 such as a copper (Cu) foil, dried, and then compressed to form the negative electrode mixture layer 12. Thereby, the negative electrode 4 is obtained.

次に、正極2を正極缶3に収容し、負極4を負極缶5に収容し、正極2と負極4との間に、ポリプロピレン製の多孔質膜等からなるセパレータ6を配置する。これにより、非水電解液電池1は、正極2、セパレータ6、負極4が順次に積層された内部構造となる。   Next, the positive electrode 2 is accommodated in the positive electrode can 3, the negative electrode 4 is accommodated in the negative electrode can 5, and a separator 6 made of a polypropylene porous film or the like is disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 4. Thereby, the non-aqueous electrolyte battery 1 has an internal structure in which the positive electrode 2, the separator 6, and the negative electrode 4 are sequentially laminated.

次に、非水電解液8を、正極缶3および負極缶5に注液し、絶縁ガスケット7を介して正極缶3と負極缶5とを固定する。以上のようにしてコイン型の非水電解液電池1は製造される。   Next, the nonaqueous electrolytic solution 8 is poured into the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5, and the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5 are fixed via the insulating gasket 7. As described above, the coin-type non-aqueous electrolyte battery 1 is manufactured.

次に、この発明の一実施形態による非水電解液を用いた非水電解液電池の第2の例について説明する。図2は、非水電解液電池の第2の例の構成を示す断面図である。   Next, a second example of the non-aqueous electrolyte battery using the non-aqueous electrolyte according to one embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a second example of the nonaqueous electrolyte battery.

この非水電解液電池は、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21の内部に、一対の帯状の正極31と帯状の負極32とがセパレータ33を介して巻回された巻回電極体30を有している。セパレータ33には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電池缶21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21の内部には、巻回電極体30を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板22、絶縁板23がそれぞれ配されている。   This non-aqueous electrolyte battery is a so-called cylindrical type, and a pair of strip-like positive electrode 31 and strip-like negative electrode 32 are wound through a separator 33 inside a substantially hollow cylindrical battery can 21. A wound electrode body 30 is provided. The separator 33 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte. The battery can 21 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 21, a pair of insulating plates 22 and 23 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 30.

電池缶21の開放端部には、電池蓋24と、この電池蓋24の内側に設けられた安全弁機構25および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)26とが、ガスケット27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21の内部は密閉されている。   At the open end of the battery can 21, a battery lid 24, a safety valve mechanism 25 and a thermal resistance element (PTC element) 26 provided inside the battery lid 24 are interposed via a gasket 27. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 21 is sealed.

電池蓋24は、例えば、電池缶21と同様の材料により構成されている。安全弁機構25は、熱感抵抗素子26を介して電池蓋24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25Aが反転して電池蓋24と巻回電極体30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26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27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。   The battery lid 24 is made of the same material as the battery can 21, for example. The safety valve mechanism 25 is electrically connected to the battery lid 24 via the heat sensitive resistance element 26, and the disk plate 25A 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 24 and the wound electrode body 30 is cut off. When the temperature rises, the heat-sensitive resistor element 26 limits the current by increasing the resistance value, and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 27 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体30は、例えば、センターピン34を中心に巻回されている。巻回電極体30の正極31にはアルミニウム(Al)などよりなる正極リード35が接続されており、負極32にはニッケルなどよりなる負極リード36が接続されている。正極リード35は安全弁機構25に溶接されることにより電池蓋24と電気的に接続されており、負極リード36は電池缶21に溶接され電気的に接続されている。   The wound electrode body 30 is wound around a center pin 34, for example. A positive electrode lead 35 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 31 of the spirally wound electrode body 30, and a negative electrode lead 36 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 32. The positive electrode lead 35 is welded to the safety valve mechanism 25 to be electrically connected to the battery lid 24, and the negative electrode lead 36 is welded to and electrically connected to the battery can 21.

図3は、図2に示した巻回電極体30の一部を拡大して示す断面図である。以下、図3を参照しながら、非水電解液電池を構成する正極31、負極32、セパレータ33について順次説明する。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG. Hereinafter, the positive electrode 31, the negative electrode 32, and the separator 33 which comprise a nonaqueous electrolyte battery are demonstrated sequentially, referring FIG.

正極31は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体31Aの両面に正極合剤層31Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体31Aの片面のみに正極合剤層31Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。正極集電体31Aは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。   The positive electrode 31 has, for example, a structure in which a positive electrode mixture layer 31B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 31A having a pair of opposed surfaces. Although not shown, the positive electrode current collector 31A may have a region where the positive electrode mixture layer 31B is provided only on one surface. The positive electrode current collector 31A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil.

正極合剤層31Bは、例えば、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な正極活物質を含んで構成されており、必要に応じてグラファイトなどの導電剤およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)などの結着剤を含んで構成されている。正極活物質は、上述の第1の例で説明した正極活物質と同様である。   The positive electrode mixture layer 31B includes, for example, a positive electrode active material capable of inserting and extracting lithium (Li), and a conductive agent such as graphite and polyvinylidene fluoride (PVDF) as necessary. The binder is included. The positive electrode active material is the same as the positive electrode active material described in the first example.

負極32は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体32Aの両面に負極合剤層32Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体32Aの片面のみに負極合剤層32Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。負極集電体32Aは、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。   The negative electrode 32 has, for example, a structure in which a negative electrode mixture layer 32B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 32A having a pair of opposed surfaces. In addition, although not illustrated, you may make it have the area | region where the negative mix layer 32B was provided only in the single side | surface of 32 A of negative electrode collectors. The negative electrode current collector 32A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil.

負極合剤層32Bは、例えば、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極活物質を含んで構成されており、必要に応じて正極合剤層31Bと同様の結着剤を含んで構成されている。負極活物質は、上述の第1の例で説明した負極活物質と同様である。   The negative electrode mixture layer 32B includes, for example, a negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium (Li), and includes a binder similar to that of the positive electrode mixture layer 31B as necessary. It consists of The negative electrode active material is the same as the negative electrode active material described in the first example.

セパレータ33は、上述の第2の例で説明したセパレータ6と同様である。   The separator 33 is the same as the separator 6 described in the second example.

次に、非水電解液電池の第2の例の製造方法の一例について説明する。まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤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を作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体31Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極合剤層31Bを形成する。これにより、正極31が得られる。   Next, an example of the manufacturing method of the 2nd example of a nonaqueous electrolyte battery is demonstrated. First, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, 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 prepared. Next, this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 31A, the solvent is dried, and the positive electrode mixture layer 31B is formed by compression molding using a roll press or the like. Thereby, the positive electrode 31 is obtained.

また、例えば、負極活物質と、結着剤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を作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体32Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極合剤層32Bを形成する。これにより、負極32が得られる。負極合剤層32Bは、例えば、気相法、液相法、焼成法のいずれにより、形成してもよく、それら2以上を組み合わせてもよい。なお、気相法としては、例えば、物理堆積法あるいは化学堆積法を用いることができ、具体的には、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアプリケーション法、熱CVC(Chemical Vapor Deposition;化学気相成長)法あるいはプラズマCVD法等が利用可能である。液相法としては電解鍍金あるは無電解鍍金等の公知の手法が利用可能である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法あるいはホットプレス焼成法が利用可能である。   Further, for example, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry Is made. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 32A, the solvent is dried, and the negative electrode mixture layer 32B is formed by compression molding using a roll press or the like. Thereby, the negative electrode 32 is obtained. The negative electrode mixture layer 32B may be formed, for example, by any of a vapor phase method, a liquid phase method, and a firing method, or a combination of two or more thereof. As the vapor phase method, for example, a physical deposition method or a chemical deposition method can be used. Specifically, a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a laser application method, a thermal CVC (Chemical Vapor Deposition). A chemical vapor deposition method) or a plasma CVD method can be used. As the liquid phase method, a known method such as electrolytic plating or electroless plating can be used. A known method can also be used for the firing method, and for example, an atmosphere firing method, a reaction firing method, or a hot press firing method can be used.

次に、正極集電体31Aに正極リード35を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体32Aに負極リード36を溶接などにより取り付ける。そののち、正極31と負極32とをセパレータ33を介して巻回し、正極リード35の先端部を安全弁機構25に溶接すると共に、負極リード36の先端部を電池缶21に溶接して、巻回した正極31および負極32を一対の絶縁板22、23で挟み電池缶21の内部に収納する。正極31および負極32を電池缶21の内部に収納したのち、電解液を電池缶21の内部に注入し、セパレータ33に含浸させる。そののち、電池缶21の開口端部に電池蓋24、安全弁機構25および熱感抵抗素子26をガスケット27を介してかしめることにより固定する。これにより、図2に示した非水電解液電池が得られる。   Next, the positive electrode lead 35 is attached to the positive electrode current collector 31A by welding or the like, and the negative electrode lead 36 is attached to the negative electrode current collector 32A by welding or the like. After that, the positive electrode 31 and the negative electrode 32 are wound through the separator 33, the front end portion of the positive electrode lead 35 is welded to the safety valve mechanism 25, and the front end portion of the negative electrode lead 36 is welded to the battery can 21. The positive electrode 31 and the negative electrode 32 are sandwiched between a pair of insulating plates 22 and 23 and stored in the battery can 21. After the positive electrode 31 and the negative electrode 32 are accommodated in the battery can 21, the electrolytic solution is injected into the battery can 21 and impregnated in the separator 33. After that, the battery lid 24, the safety valve mechanism 25, and the heat sensitive resistance element 26 are fixed to the opening end portion of the battery can 21 by caulking through the gasket 27. Thereby, the nonaqueous electrolyte battery shown in FIG. 2 is obtained.

この非水電解液電池では、例えば、充電を行うと、正極合剤層31Bからリチウムイオンが放出され、電解液を介して、負極合剤層32Bに含まれるリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵される。次いで、放電を行うと、負極合剤層32B中のリチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極合剤層31Bに吸蔵される。   In this nonaqueous electrolyte battery, for example, when charged, lithium ions are released from the positive electrode mixture layer 31B, and lithium contained in the negative electrode mixture layer 32B can be inserted and released through the electrolyte solution. Occluded by a negative electrode material. Next, when discharging is performed, lithium ions stored in the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium in the negative electrode mixture layer 32B are released and inserted into the positive electrode mixture layer 31B through the electrolytic solution. .

この発明の一実施形態によると、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種および不飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種を含む電解液を用いることで、優れたサイクル特性を有する電池が得られる。   According to one embodiment of the present invention, excellent cycle characteristics can be obtained by using an electrolytic solution containing at least one saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 and at least one unsaturated chain carboxylic acid ester. Is obtained.

さらに、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステルおよび不飽和鎖状カルボン酸エステルの総含有量が10重量%〜30重量%の範囲内で、より優れた充放電サイクル特性を得られる。   Furthermore, more excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained when the total content of the saturated chain carboxylic acid ester and the unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 is in the range of 10 wt% to 30 wt%.

さらに、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステルと不飽和鎖状カルボン酸エステルとの組み合わせを分子構造の直鎖炭化水素基の炭素数から最適化することによって、特に、優れたサイクル特性を得られる。炭素数を最適化することで特に優れたサイクル特性を得られる理由は明確ではないが、電解液中におけるそれぞれのカルボン酸エステルの存在状態が、分子構造の類似性によって、特異的な構造を取る可能性があることが要因であると考えられる。   Furthermore, by optimizing the combination of the saturated chain carboxylic acid ester and the unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 from the number of carbon atoms of the linear hydrocarbon group of the molecular structure, particularly excellent cycle characteristics Can be obtained. The reason why the excellent cycle characteristics can be obtained by optimizing the carbon number is not clear, but the existence state of each carboxylic acid ester in the electrolyte takes a specific structure due to the similarity of the molecular structure. The possibility is considered to be a factor.

以下、図1を参照しながら実施例によりこの発明を具体的に説明する。なお、この発明は、これらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to FIG. Note that the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
正極2は、以下に述べるようにして作製した。まず、正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)94wt%と、導電剤としてグラファイト3wt%と、結合剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)3wt%とを非水溶媒としてのN−メチルピロリドン(NMP)に分散させ、正極合剤塗液を調製した。この正極合剤塗液を、厚み20μmのアルミニウム(Al)箔からなる正極集電体9に均一に塗布し、乾燥させた後、圧縮成型して正極合剤層10を形成した。
<Example 1>
The positive electrode 2 was produced as described below. First, 94 wt% lithium cobaltate (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3 wt% graphite as a conductive agent, and 3 wt% polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, N-methylpyrrolidone (NMP) as a non-aqueous solvent To prepare a positive electrode mixture coating solution. This positive electrode mixture coating solution was uniformly applied to a positive electrode current collector 9 made of an aluminum (Al) foil having a thickness of 20 μm, dried, and then compression molded to form the positive electrode mixture layer 10.

負極4は、以下に述べるようにして作製した。負極活物質として黒鉛95wt%と、結合剤としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)5wt%とを非水溶媒としてのN−メチルピロリドン(NMP)に分散させ、負極合剤塗液を調製した。この負極合剤塗液を、厚み15μmの銅(Cu)箔からなる負極集電体11に均一に塗布し、乾燥させた後、圧縮して負極合剤層12を形成した。   The negative electrode 4 was produced as described below. A negative electrode mixture coating liquid was prepared by dispersing 95 wt% of graphite as a negative electrode active material and 5 wt% of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder in N-methylpyrrolidone (NMP) as a nonaqueous solvent. This negative electrode mixture coating solution was uniformly applied to a negative electrode current collector 11 made of a copper (Cu) foil having a thickness of 15 μm, dried, and then compressed to form a negative electrode mixture layer 12.

次に、正極2を正極缶3に収容したのち、負極4を負極缶5に収容して、正極2と負極4との間に、ポリプロピレン製の多孔質膜からなるセパレータ6を配置した。次に、非水電解液8を正極缶3および負極缶5に注液し、絶縁ガスケット7を介して正極缶3と負極缶5を固定した。   Next, after the positive electrode 2 was accommodated in the positive electrode can 3, the negative electrode 4 was accommodated in the negative electrode can 5, and a separator 6 made of a polypropylene porous film was disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 4. Next, the nonaqueous electrolytic solution 8 was poured into the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5, and the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5 were fixed via the insulating gasket 7.

非水電解液8の溶媒としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、酢酸メチル(CH3COOCH3)と、添加剤としてのアクリル酸ビニル(CH2=CHCOOCH=CH2)とを重量比(EC:DMC:酢酸メチル:アクリル酸ビニル)で33:46:20:1となるように混合し、電解質塩としてLiPF6を1mol/kg含むように調製したものを用いた。以上により実施例1のコイン型電池を作製した。 As a solvent for the non-aqueous electrolyte 8, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), methyl acetate (CH 3 COOCH 3 ), and vinyl acrylate (CH 2 = CHCOOCH = CH 2 ) as an additive Were mixed at a weight ratio (EC: DMC: methyl acetate: vinyl acrylate) of 33: 46: 20: 1, and the electrolyte salt was prepared to contain 1 mol / kg of LiPF 6 . Thus, a coin-type battery of Example 1 was produced.

<実施例2>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、酢酸メチル(CH3COOCH3)と、添加剤としてのアクリル酸メチル(CH2=CHCOOCH3)とを重量比(EC:DMC:酢酸メチル:アクリル酸メチル)で33:46:20:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして、実施例2のコイン型電池を作製した。
<Example 2>
As the solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl acetate (CH 3 COOCH 3), methyl acrylate as an additive (CH 2 = CHCOOCH 3) a weight ratio (EC: DMC: A coin-type battery of Example 2 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the mixture was mixed at 33: 46: 20: 1 with (methyl acetate: methyl acrylate).

<実施例3>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、プロピオン酸メチル(CH3CH2COOCH3)と、添加剤としてのアクリル酸メチルとを重量比(EC:DMC:プロピオン酸メチル:アクリル酸メチル)で33:46:20:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして、実施例3のコイン型電池を作製した。
<Example 3>
As a solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), methyl propionate (CH 3 CH 2 COOCH 3 ), and methyl acrylate as an additive are in a weight ratio (EC: DMC: methyl propionate: A coin-type battery of Example 3 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the mixture was mixed with methyl acrylate (33: 46: 20: 1).

<実施例4>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、プロピオン酸エチル(CH3CH2COOCH2CH3)と、添加剤としてのアクリル酸エチル(CH2=CHCOOCH2CH3)とを重量比(EC:DMC:プロピオン酸エチル:アクリル酸エチル)で33:46:20:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして、実施例4のコイン型電池を作製した。
<Example 4>
As the solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl propionate (CH 3 CH 2 COOCH 2 CH 3), and ethyl acrylate as an additive (CH 2 = CHCOOCH 2 CH 3 ) A coin-type battery of Example 4 was produced in the same manner as in Example 1 except that mixing was performed at a weight ratio (EC: DMC: ethyl propionate: ethyl acrylate) of 33: 46: 20: 1. did.

<実施例5>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、酢酸メチル(CH3COOCH3)と、添加剤としてのクロトン酸ビニルとを重量比(EC:DMC:酢酸メチル:クロトン酸ビニル)で33:46:20:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして実施例5のコイン型電池を作製した。
<Example 5>
As a solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), methyl acetate (CH 3 COOCH 3 ), and vinyl crotonate as an additive are in a weight ratio (EC: DMC: methyl acetate: vinyl crotonate). A coin-type battery of Example 5 was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixing was performed so that the ratio was 33: 46: 20: 1.

<実施例6>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、酢酸メチル(CH3COOCH3)と、添加剤としてのアクリル酸メチル(CH2=CHCOOCH3)とを重量比(EC:DMC:酢酸メチル:アクリル酸メチル)で33:61:5:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして、実施例6のコイン型電池を作製した。
<Example 6>
As the solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl acetate (CH 3 COOCH 3), methyl acrylate as an additive (CH 2 = CHCOOCH 3) a weight ratio (EC: DMC: A coin-type battery of Example 6 was fabricated in the same manner as Example 1 except that the mixture was mixed with methyl acetate: methyl acrylate) to be 33: 61: 5: 1.

<実施例7>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、酢酸メチル(CH3COOCH3)と、添加剤としてのアクリル酸メチル(CH2=CHCOOCH3)とを重量比(EC:DMC:酢酸メチル:アクリル酸メチル)で33:56:10:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして、実施例7のコイン型電池を作製した。
<Example 7>
As the solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl acetate (CH 3 COOCH 3), methyl acrylate as an additive (CH 2 = CHCOOCH 3) a weight ratio (EC: DMC: A coin-type battery of Example 7 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the mixture was mixed at 33: 56: 10: 1 with (methyl acetate: methyl acrylate).

<実施例8>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、酢酸メチル(CH3COOCH3)と、添加剤としてのアクリル酸メチル(CH2=CHCOOCH3)とを重量比(EC:DMC:酢酸メチル:アクリル酸メチル)で33:37:29:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして、実施例8のコイン型電池を作製した。
<Example 8>
As the solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl acetate (CH 3 COOCH 3), methyl acrylate as an additive (CH 2 = CHCOOCH 3) a weight ratio (EC: DMC: A coin-type battery of Example 8 was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the mixture was mixed with methyl acetate: methyl acrylate) to be 33: 37: 29: 1.

<実施例9>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、酢酸メチル(CH3COOCH3)と、添加剤としてのアクリル酸メチル(CH2=CHCOOCH3)とを重量比(EC:DMC:酢酸メチル:アクリル酸メチル)で33:26:40:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして、実施例9のコイン型電池を作製した。
<Example 9>
As the solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl acetate (CH 3 COOCH 3), methyl acrylate as an additive (CH 2 = CHCOOCH 3) a weight ratio (EC: DMC: A coin-type battery of Example 9 was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixture was mixed at 33: 26: 40: 1 with (methyl acetate: methyl acrylate).

<比較例1>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、酢酸メチル(CH3COOCH3)とを重量比(EC:DMC:酢酸メチル)で33:47:20となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして比較例1のコイン型電池を作製した。
<Comparative Example 1>
As a solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl acetate (CH 3 COOCH 3 ) were mixed at a weight ratio (EC: DMC: methyl acetate) of 33:47:20. A coin-type battery of Comparative Example 1 was produced in the same manner as Example 1 except for the above.

<比較例2>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、プロピオン酸メチル(CH3CH2COOCH3)と、添加剤としてのソルビン酸ビニルを重量比(EC:DMC:プロピオン酸メチル:ソルビン酸ビニル)で33:46:20:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして比較例2のコイン型電池を作製した。
<Comparative example 2>
As a solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), methyl propionate (CH 3 CH 2 COOCH 3 ), and vinyl sorbate as an additive are in a weight ratio (EC: DMC: methyl propionate: sorbine). A coin-type battery of Comparative Example 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixture was mixed at 33: 46: 20: 1 with vinyl acid).

<比較例3>
溶媒として、エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、プロピオン酸エチル(CH3CH2COOCH2CH3)と、添加剤としてのビニレンカーボネート(VC)とを重量比(EC:DMC:プロピオン酸メチル:VC)で33:46:20:1となるように混合した点以外は、実施例1と同様にして比較例3のコイン型電池を作製した。
<Comparative Example 3>
As a solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl propionate (CH 3 CH 2 COOCH 2 CH 3 ), and vinylene carbonate (VC) as an additive were in a weight ratio (EC: DMC: A coin-type battery of Comparative Example 3 was produced in the same manner as in Example 1 except that the mixture was mixed with methyl propionate (VC) at 33: 46: 20: 1.

次に作製した実施例1〜実施例9および比較例1〜比較例3のコイン型電池について、まず、1.77mAの定電流定電圧充電を上限4.2Vまで行い、続いて、1.77mAの定電流放電を終止電圧3.0Vまで行うことにより充放電を行った。また、この充放電操作を30回繰り返した。放電容量維持率は、下記の式1により2サイクル目の放電容量に対する30サイクル目の放電容量の比率を求めた。
(式1)
放電容量維持率(%)=(「30サイクル目の放電容量」/「2サイクル目の放電容量」)×100(%)
Next, with respect to the coin-type batteries of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3 manufactured, first, constant current and constant voltage charging of 1.77 mA was performed up to an upper limit of 4.2 V, and then 1.77 mA. The charge / discharge was performed by performing a constant current discharge to a final voltage of 3.0V. Moreover, this charging / discharging operation was repeated 30 times. The discharge capacity retention ratio was obtained by calculating the ratio of the discharge capacity at the 30th cycle to the discharge capacity at the 2nd cycle by the following formula 1.
(Formula 1)
Discharge capacity retention rate (%) = (“Discharge capacity at 30th cycle” / “Discharge capacity at 2nd cycle”) × 100 (%)

表1に実施例1〜実施例9および比較例1〜比較例3の放電容量維持率を示す。   Table 1 shows the discharge capacity retention rates of Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 3.

Figure 2007335170
Figure 2007335170

表1に示すように、実施例1〜実施例2では、不飽和鎖状カルボン酸エステルを含まないことのみ異なる電解液を用いた比較例1より、放電容量維持率が向上した。実施例3では、アクリル酸メチルの代わりに炭素数が3より大きい炭化水素基R1を有するソルビン酸ビニルを含むことのみ異なる電解液を用いた比較例2より、放電容量維持率が向上した。実施例4では、アクリル酸エチルの代わりに不飽和環状カルボン酸エステルのビニレンカーボネートを含むことのみ異なる電解液を用いた比較例3より、放電容量維持率が向上した。 As shown in Table 1, in Example 1 to Example 2, the discharge capacity retention rate was improved as compared with Comparative Example 1 in which an electrolytic solution differing only in not containing an unsaturated chain carboxylic acid ester was used. In Example 3, the discharge capacity retention rate was improved as compared with Comparative Example 2 in which an electrolyte solution differing only in that it contained vinyl sorbate having a hydrocarbon group R 1 having a carbon number greater than 3 instead of methyl acrylate. In Example 4, the discharge capacity retention rate was improved over Comparative Example 3 in which an electrolytic solution differing only in containing vinylene carbonate of an unsaturated cyclic carboxylic acid ester instead of ethyl acrylate was used.

すなわち、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル1種および不飽和鎖状カルボン酸エステル1種を含む電解液を用いることで、優れた充放電サイクル特性を得られることがわかった。   That is, it was found that by using an electrolytic solution containing one kind of saturated chain carboxylic acid ester and one kind of unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3, excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained.

また、実施例1〜実施例2では、実施例5より、放電容量維持率が向上した。   Moreover, in Example 1-Example 2, the discharge capacity maintenance factor improved from Example 5. FIG.

すなわち、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル1種および不飽和鎖状カルボン酸エステル1種を含み、且つ飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1と、不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1との炭素数の差が1以下である電解液を用いることで、より優れた充放電サイクル特性を得られることがわかった。 That is, the hydrocarbon group R 1 of the saturated chain carboxylic acid ester, which includes one kind of saturated chain carboxylic acid ester and one kind of unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3, and the unsaturated chain carboxylic acid It has been found that by using an electrolytic solution having a carbon number difference of 1 or less from the ester hydrocarbon group R 1 , more excellent charge / discharge cycle characteristics can be obtained.

さらに、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル1種および不飽和鎖状カルボン酸エステル1種を含み、飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2と、不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2との炭素数の差が1以下である電解液を用いた場合にも、同様により優れた充放電サイクル特性を得られる傾向にある。さらに、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル1種および不飽和鎖状カルボン酸エステル1種を含み、且つ、飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1と、不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1との炭素数の差が1以下であり、且つ飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2と、不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2との炭素数の差が1以下である電解液を用いた場合には、特に優れた充放電サイクル特性を得られる傾向にある。 Further, the hydrocarbon group R 2 of the saturated chain carboxylic acid ester and the unsaturated chain carboxylic acid ester include one saturated chain carboxylic acid ester and one unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 Even when an electrolyte solution having a carbon number difference of 1 or less from that of the hydrocarbon group R 2 is used, the charge / discharge cycle characteristics are more likely to be obtained. Further, the hydrocarbon group R 1 of the saturated chain carboxylic acid ester, which includes one saturated chain carboxylic acid ester and one unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3, and the unsaturated chain carboxylic acid ester The difference in carbon number from the hydrocarbon group R 1 of the acid ester is 1 or less, and the hydrocarbon group R 2 of the saturated chain carboxylic acid ester and the hydrocarbon group R 2 of the unsaturated chain carboxylic acid ester When an electrolytic solution having a carbon number difference of 1 or less is used, particularly excellent charge / discharge cycle characteristics tend to be obtained.

さらに、実施例2、実施例6〜実施例9では、酢酸メチルとアクリル酸メチルとの総含有量が10重量%〜30重量%の範囲内で高い放電容量維持率が得られた。すなわち、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル1種と不飽和鎖状カルボン酸エステル1種の総含有量が10重量%〜30重量%の範囲内で、より優れた充放電サイクル特性を得られることがわかった。   Furthermore, in Example 2 and Examples 6 to 9, a high discharge capacity retention rate was obtained when the total content of methyl acetate and methyl acrylate was in the range of 10 wt% to 30 wt%. That is, more excellent charge / discharge cycle characteristics when the total content of one kind of saturated chain carboxylic acid ester and one kind of unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 is in the range of 10 wt% to 30 wt%. I found out that

さらに、上述した実施例では、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル1種のみと不飽和鎖状カルボン酸エステル1種のみとを含む場合について説明したが、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル1種のみと、化3で表された不飽和鎖状カルボン酸エステル2種以上とを含む電解液を用いる場合、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル2種以上と、化3で表された不飽和鎖状カルボン酸エステル1種のみとを含む電解液を用いた場合、化3で表された飽和鎖状カルボン酸エステル2種以上と、化3で表された不飽和鎖状カルボン酸エステル2種以上とを含む電解液を用いる場合についても同様の結果が得られる傾向にある。   Furthermore, although the example mentioned above demonstrated the case where only 1 type of saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical formula 3 and 1 type of unsaturated chain carboxylic acid ester were included, the saturation represented by Chemical formula 3 was demonstrated. When using an electrolytic solution containing only one chain carboxylic acid ester and two or more unsaturated chain carboxylic acid esters represented by Chemical Formula 3, two or more saturated chain carboxylic acid esters represented by Chemical Formula 3 are used. And two or more saturated chain carboxylic acid esters represented by Chemical Formula 3 and Chemical Formula 3, when using an electrolyte solution containing only one type of unsaturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 3 Similar results tend to be obtained when using an electrolytic solution containing two or more unsaturated chain carboxylic acid esters.

この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した実施形態では、コイン型電池、円筒型電池を例に挙げて説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、例えば角型電池、ボタン型電池等といった外装材に金属製容器等を用いた電池、薄型電池といった外装材にラミネートフィルム等を用いた電池等、様々な種種の形状や大きさにすることも可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the coin-type battery and the cylindrical battery have been described as examples. However, the present invention is not limited to this, and for example, a metal for an exterior material such as a square battery or a button battery. Various shapes and sizes such as a battery using a container or the like, a battery using a laminate film or the like as an exterior material such as a thin battery can be used.

この発明の一実施形態による電解液を用いた非水電解液電池の第1の例の内部構造を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the internal structure of the 1st example of the nonaqueous electrolyte battery using the electrolyte solution by one Embodiment of this invention. この発明の一実施形態による電解液を用いた非水電解液電池の第2の例の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the 2nd example of the nonaqueous electrolyte battery using the electrolyte solution by one Embodiment of this invention. 図2に示した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 shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・非水電解液電池
2・・・正極
3・・・正極缶
4・・・負極
5・・・負極缶
6・・・セパレータ
7・・・絶縁ガスケット
8・・・非水電解液
9・・・正極集電体
10・・・正極合剤層
11・・・負極集電体
12・・・負極合剤層
21・・・電池缶
22、23・・・絶縁板
24・・・電池蓋
25・・・安全弁機構
25A・・・ディスク板
26・・・熱感抵抗素子
27・・・ガスケット
30・・・巻回電極体
31・・・正極
31A・・・正極集電体
31B・・・正極合剤層
32・・・負極
32A・・・負極集電体
32B・・・負極合剤層
33・・・セパレータ
34・・・センターピン
35・・・正極リード
36・・・負極リード
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Non-aqueous electrolyte battery 2 ... Positive electrode 3 ... Positive electrode can 4 ... Negative electrode 5 ... Negative electrode can 6 ... Separator 7 ... Insulating gasket 8 ... Non-aqueous electrolyte DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 ... Positive electrode collector 10 ... Positive electrode mixture layer 11 ... Negative electrode collector 12 ... Negative electrode mixture layer 21 ... Battery can 22, 23 ... Insulating plate 24 ... Battery cover 25 ... Safety valve mechanism 25A ... Disc plate 26 ... Heat sensitive resistor 27 ... Gasket 30 ... Winding electrode body 31 ... Positive electrode 31A ... Positive electrode current collector 31B .... Positive electrode mixture layer 32 ... Negative electrode 32A ... Negative electrode current collector 32B ... Negative electrode mixture layer 33 ... Separator 34 ... Center pin 35 ... Positive electrode lead 36 ... Negative electrode lead

Claims (14)

化1で表された飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種および不飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種を含むこと
を特徴とする非水電解液。
Figure 2007335170
(式中、R1およびR2は、炭素数1以上3以下の炭化水素基である。R1およびR2のいずれか、または両方に不飽和結合を有していてもよい。)
A nonaqueous electrolytic solution comprising at least one saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 1 and at least one unsaturated chain carboxylic acid ester.
Figure 2007335170
(In the formula, R 1 and R 2 are each a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. Either or both of R 1 and R 2 may have an unsaturated bond.)
上記飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1と、上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1との炭素数の差が1以下であること
を特徴とする請求項1記載の非水電解液。
A hydrocarbon radical R 1 of the saturated chain carboxylate, the unsaturated chain carboxylic acid esters difference in the number of carbon atoms in the hydrocarbon radical R 1 is as claimed in claim 1, wherein a is 1 or less Non-aqueous electrolyte.
上記飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2と、上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2との炭素数の差が1以下であること
を特徴とする請求項1記載の非水電解液。
2. The difference in carbon number between the hydrocarbon group R 2 of the saturated chain carboxylic acid ester and the hydrocarbon group R 2 of the unsaturated chain carboxylic acid ester is 1 or less. Non-aqueous electrolyte.
上記飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1と、上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1との炭素数の差が1以下であり、
且つ上記飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2と、上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2との炭素数の差が1以下であること
を特徴とする請求項1記載の非水電解液。
A hydrocarbon radical R 1 of the saturated chain carboxylate, the difference between the number of carbon atoms of the hydrocarbon group R 1 in the unsaturated chain carboxylic acid ester is 1 or less,
And the hydrocarbon group R 2 of saturated chain carboxylate, according to claim 1, wherein the difference in the number of carbon atoms of the hydrocarbon group R 2 of the unsaturated chain carboxylic acid ester is characterized in that 1 or less Non-aqueous electrolyte.
上記飽和鎖状カルボン酸エステルおよび上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの総含有量は、非水電解液に対して、10重量%〜30重量%の範囲内であること
を特徴とする請求項1記載の非水電解液。
2. The total content of the saturated chain carboxylic acid ester and the unsaturated chain carboxylic acid ester is within a range of 10% by weight to 30% by weight with respect to the nonaqueous electrolytic solution. The non-aqueous electrolyte described.
上記不飽和鎖状カルボン酸エステルは、アクリル酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルよりなる群から選択された少なくとも1種であること
を特徴とする請求項1記載の非水電解液。
The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the unsaturated chain carboxylic acid ester is at least one selected from the group consisting of vinyl acrylate, methyl acrylate, and ethyl acrylate.
上記飽和鎖状カルボン酸エステルは、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルよりなる群から選択された少なくとも1種であること
を特徴とする請求項1記載の非水電解液。
The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the saturated chain carboxylic acid ester is at least one selected from the group consisting of methyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate.
正極および負極と、非水電解液とを備え、
上記非水電解液は、
化2で表された飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種および不飽和鎖状カルボン酸エステルの少なくとも1種を含むこと
を特徴とする非水電解液電池。
Figure 2007335170
(式中、R1およびR2は、炭素数1以上3以下の炭化水素基である。R1およびR2のいずれか、または両方に不飽和結合を有していてもよい。)
A positive electrode and a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
The non-aqueous electrolyte is
A non-aqueous electrolyte battery comprising at least one saturated chain carboxylic acid ester represented by Chemical Formula 2 and at least one unsaturated chain carboxylic acid ester.
Figure 2007335170
(In the formula, R 1 and R 2 are each a hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. Either or both of R 1 and R 2 may have an unsaturated bond.)
上記飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1と、上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1との炭素数の差が1以下であること
を特徴とする請求項8記載の非水電解液電池。
A hydrocarbon radical R 1 of the saturated chain carboxylate, the unsaturated chain carboxylic acid esters difference in the number of carbon atoms in the hydrocarbon radical R 1 is as claimed in claim 8, wherein a is 1 or less Non-aqueous electrolyte battery.
上記飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2と、上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2との炭素数の差が1以下であること
を特徴とする請求項8記載の非水電解液電池。
A hydrocarbon radical R 2 of the saturated chain carboxylate, the unsaturated chain carboxylic acid esters difference in the number of carbon atoms of the hydrocarbon group R 2 is as claimed in claim 8, wherein a is 1 or less Non-aqueous electrolyte battery.
上記飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1と、上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R1との炭素数の差が1以下であり、
且つ上記飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2と、上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの炭化水素基R2との炭素数の差が1以下であること
を特徴とする請求項8記載の非水電解液電池。
A hydrocarbon radical R 1 of the saturated chain carboxylate, the difference between the number of carbon atoms of the hydrocarbon group R 1 in the unsaturated chain carboxylic acid ester is 1 or less,
And the hydrocarbon group R 2 of saturated chain carboxylate, according to claim 8, wherein the difference in the number of carbon atoms of the hydrocarbon group R 2 of the unsaturated chain carboxylic acid ester is characterized in that 1 or less Non-aqueous electrolyte battery.
上記飽和鎖状カルボン酸エステルおよび上記不飽和鎖状カルボン酸エステルの総含有量は、上記非水電解液に対して、10重量%〜30重量%の範囲内であること
を特徴とする請求項8記載の非水電解液電池。
The total content of the saturated chain carboxylic acid ester and the unsaturated chain carboxylic acid ester is in the range of 10 wt% to 30 wt% with respect to the non-aqueous electrolyte. 8. The nonaqueous electrolyte battery according to 8.
上記不飽和鎖状カルボン酸エステルは、アクリル酸ビニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルよりなる群から選択された少なくとも1種であること
を特徴とする請求項8記載の非水電解液電池。
The non-aqueous electrolyte battery according to claim 8, wherein the unsaturated chain carboxylic acid ester is at least one selected from the group consisting of vinyl acrylate, methyl acrylate, and ethyl acrylate.
上記飽和鎖状カルボン酸エステルは、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルよりなる群から選択された少なくとも1種であること
を特徴とする請求項8記載の非水電解液電池。
The non-aqueous electrolyte battery according to claim 8, wherein the saturated chain carboxylic acid ester is at least one selected from the group consisting of methyl acetate, methyl propionate, and ethyl propionate.
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