JP2008053092A - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous electrolyte battery provided with a non-aqueous electrolyte containing lithium salt, organic solvent, and ionic liquid and superior in high rate discharge characteristics. <P>SOLUTION: The non-aqueous electrolyte battery is constituted of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte, and the non-aqueous electrolyte contains lithium salt, organic solvent, and ionic liquid, and the separator is arranged with fluorine-contained resin on a porous substrate. When the non-aqueous electrolyte contains both the organic solvent and ionic liquid, by arranging the fluorine-contained resin on the porous substrate, high-rate discharge characteristics can be improved more than anticipation. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は非水電解質電池に関するもので、さらに詳しくは、イオン液体を含有する非水電解質を用いた非水電解質電池に用いるセパレータの改良に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery, and more particularly to improvement of a separator used in a non-aqueous electrolyte battery using a non-aqueous electrolyte containing an ionic liquid.

近年、高性能化、小型化が進む電子機器用電源、電力貯蔵用電源、電気自動車用電源等として、リチウムイオン電池に代表される非水電解質電池が注目されている。   In recent years, non-aqueous electrolyte batteries typified by lithium-ion batteries have attracted attention as power supplies for electronic equipment, power storage power supplies, power supplies for electric vehicles, and the like that have been improved in performance and size.

一般的な非水電解質電池は、正極、負極、非水電解質およびセパレータを備えており、セパレータには、ポリエチレンやポリプロピレンなどからなる微多孔膜が一般に用いられている。非水電解質としては、一般的に、常温で液状を呈する非水電解液が用いられている。該非水電解液は、一般的に常温で液状の有機溶媒に常温で固体状のリチウム塩を溶解させてなるものであり、該有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタン等の有機溶媒が用いられている。   A general nonaqueous electrolyte battery includes a positive electrode, a negative electrode, a nonaqueous electrolyte, and a separator, and a microporous film made of polyethylene, polypropylene, or the like is generally used as the separator. As the non-aqueous electrolyte, generally, a non-aqueous electrolyte that is liquid at room temperature is used. The non-aqueous electrolyte is generally obtained by dissolving a lithium salt that is solid at room temperature in an organic solvent that is liquid at room temperature. Examples of the organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl. Organic solvents such as carbonate, methyl ethyl carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxyethane, diethoxyethane, methoxyethoxyethane and the like are used.

一方、非水電解質として、常温で液状を呈するイオン液体を用いることが提案されている。イオン液体は、それ自身が常温で液状でありながら揮発性が実質的になく、かつ、高い難燃性を有するものである。特に電力貯蔵用電源や電気自動車用電源等の比較的大型の用途には、引火の虞がない等の特性を有する非水電解質の使用が望まれており、上記イオン液体を電解質に用いる技術が提案されている。(例えば、特許文献1〜3参照)。   On the other hand, it has been proposed to use an ionic liquid that is liquid at room temperature as a non-aqueous electrolyte. The ionic liquid itself is liquid at room temperature but is substantially non-volatile and has high flame retardancy. In particular, for relatively large applications such as power storage power sources and electric vehicle power sources, it is desired to use a non-aqueous electrolyte having characteristics such as no risk of ignition, and there is a technique for using the ionic liquid as an electrolyte. Proposed. (For example, see Patent Documents 1 to 3).

しかしながら、これらのイオン液体は、有機溶媒とリチウム塩からなる一般的な非水電解液に比べて融点が高く、かつ、粘度も高いことから、リチウムイオン等のキャリアイオンの移動度を充分に高いものとすることができないといった問題点があった。そのため、イオン液体からなる非水電解質を用いた非水電解質電池は、一般的な非水電解液を用いた非水電解質電池に比べ、高率放電特性が充分でないという問題点があった。さらに言えば、イオン液体は常温で液状ではあるが、イオン液体からなる非水電解質は従来の有機溶媒を用いた非水電解質に比較して粘性が高く、セパレータや電極材料に対する濡れ性が低いため、充分な量の電解質を保持させるのが困難であるという問題点があった。   However, since these ionic liquids have a higher melting point and higher viscosity than general non-aqueous electrolytes composed of an organic solvent and a lithium salt, the mobility of carrier ions such as lithium ions is sufficiently high. There was a problem that it was not possible. Therefore, a non-aqueous electrolyte battery using a non-aqueous electrolyte made of an ionic liquid has a problem that high-rate discharge characteristics are not sufficient as compared with a non-aqueous electrolyte battery using a general non-aqueous electrolyte. Furthermore, ionic liquids are liquid at room temperature, but non-aqueous electrolytes made of ionic liquids are more viscous than conventional non-aqueous electrolytes using organic solvents and have low wettability to separators and electrode materials. There is a problem that it is difficult to retain a sufficient amount of electrolyte.

これに対し、イオン液体と有機溶媒を同時に含有する非水電解質を用いることにより、非水電解質の難燃性を維持したまま非水電解質電池の高率放電特性を改善する試みが提案されている(例えば、特許文献4〜6参照)。   In contrast, by using a non-aqueous electrolyte containing an ionic liquid and an organic solvent at the same time, an attempt has been proposed to improve the high-rate discharge characteristics of a non-aqueous electrolyte battery while maintaining the flame retardancy of the non-aqueous electrolyte. (For example, refer to Patent Documents 4 to 6).

しかしながら、これらの特許文献に示されている非水電解質も、非水電解質の難燃性を維持できるような電解質組成では、従来の有機溶媒を用いた非水電解質に比較して粘性が高く、セパレータや電極材料に対する濡れ性が低いという問題点は、完全に解決されるものではなかった。   However, the non-aqueous electrolytes shown in these patent documents also have a higher viscosity than conventional non-aqueous electrolytes using an organic solvent in an electrolyte composition that can maintain the flame retardancy of the non-aqueous electrolyte. The problem of low wettability with respect to separators and electrode materials has not been completely solved.

一方、従来セパレータとして用いられている多孔性膜を基材とし、これに有機ポリマー層を複合化することにより、セパレータに対する非水電解質の濡れ性を改善する技術が提案されている(例えば、特許文献7〜10参照)。しかしながら、有機ポリマー層を複合化すると、厚さが増大し、孔径及び開孔率が低下する傾向にあるため、有機ポリマー層を複合化していない元の多孔質膜をセパレータとして用いた場合に比べ、高率放電特性が劣るという問題点があった。   On the other hand, a technique for improving the wettability of a non-aqueous electrolyte with respect to a separator has been proposed by using a porous film conventionally used as a separator as a base material and compositing an organic polymer layer thereon (for example, a patent) Reference 7-10). However, when the organic polymer layer is combined, the thickness increases, and the pore size and the open area ratio tend to decrease. Compared to the case where the original porous film not combined with the organic polymer layer is used as the separator. There was a problem that the high rate discharge characteristics were inferior.

特許文献10には、多孔性基材に有機ポリマー層を形成したセパレータを用いることで、イミダゾリウムカチオンを有する常温溶融塩(イオン液体)を含有する非水電解質のセパレータに対する濡れ性が向上できることが記載されている。特許文献9には、多孔性基材にポリフッ化ビニリデン又はポリアクリロニトリルを原料として含む有機ポリマー層を形成したセパレータが記載されている。しかしながら、上記何れの文献にも、多孔性基材にフッ素含有樹脂材料を配したセパレータの使用により、イオン液体を含有する非水電解質を用いた電池の高率放電特性が向上できることについては記載がない。
特開2001−319688号公報 特許第2981545号公報 特開2003−331918号公報 特開平11−260400号公報 特開2004−303642号公報 特開2002−373704号公報 特開2002−56894号公報 特開2002−298820号公報 特開2003−59480号公報 特開2002−324579号公報 溶融塩・熱技術研究会編「溶融塩・熱技術の基礎」アグネ技術センター出版、1993年、313p(ISBN 4−900041−24−6)
In Patent Document 10, the use of a separator having an organic polymer layer formed on a porous substrate can improve the wettability of a non-aqueous electrolyte separator containing a room temperature molten salt (ionic liquid) having an imidazolium cation. Are listed. Patent Document 9 describes a separator in which an organic polymer layer containing polyvinylidene fluoride or polyacrylonitrile as a raw material is formed on a porous substrate. However, in any of the above documents, there is a description that the high rate discharge characteristics of a battery using a nonaqueous electrolyte containing an ionic liquid can be improved by using a separator in which a fluorine-containing resin material is arranged on a porous substrate. Absent.
JP 2001-319688 A Japanese Patent No. 2981545 JP 2003-331918 A JP 11-260400 A JP 2004-303642 A JP 2002-373704 A JP 2002-56894 A JP 2002-298820 A JP 2003-59480 A JP 2002-324579 A Study Group of Molten Salt / Thermal Technology “Basics of Molten Salt / Thermal Technology”, Agne Technology Center, 1993, 313p (ISBN 4-900041-24-6)

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、リチウム塩、有機溶媒及びイオン液体を含む非水電解質を備え、高率放電特性に優れた非水電解質電池を提供することを、一の目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and provides a nonaqueous electrolyte battery including a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt, an organic solvent, and an ionic liquid, and having excellent high rate discharge characteristics. Objective.

上記課題を解決するための本発明の構成は以下の通りである。但し、作用機構については推定を含んでおり、その作用機構の成否は、本発明を制限するものではない。   The configuration of the present invention for solving the above-described problems is as follows. However, the action mechanism includes estimation, and the success or failure of the action mechanism does not limit the present invention.

発明は、正極、負極、セパレータ及び非水電解質から構成される非水電解質電池において、前記非水電解質は、リチウム塩、有機溶媒及びイオン液体を含み、前記セパレータは、多孔性基材に、フッ素含有樹脂材料が配されていることを特徴とする非水電解質電池である。   The invention provides a nonaqueous electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte, wherein the nonaqueous electrolyte includes a lithium salt, an organic solvent, and an ionic liquid. A nonaqueous electrolyte battery characterized in that a contained resin material is disposed.

先述したように、従来、有機溶媒とリチウム塩からなる一般的な非水電解質と、多孔性基材にポリマー層が配されたセパレータとを組み合わせて用いると、ポリマー層が配されていない多孔性基材からなる一般的なセパレータを用いた場合に比較して、高率放電特性が劣ることが知られていた。ところが、リチウム塩、有機溶媒及びイオン液体を含む非水電解質と、多孔性基材にフッ素含有樹脂材料が配されたセパレータとを組み合わせて用いることにより、ポリマー層が配されていない多孔性基材からなる一般的なセパレータを用いた場合に比較して、実に驚くべき事に、高率放電特性が逆に向上する現象を見出し、本発明に至った。   As described above, when a conventional nonaqueous electrolyte composed of an organic solvent and a lithium salt is used in combination with a separator in which a polymer layer is disposed on a porous substrate, the porous layer in which the polymer layer is not disposed is used. It has been known that the high-rate discharge characteristics are inferior to the case where a general separator made of a substrate is used. However, a porous substrate in which a polymer layer is not disposed by using a nonaqueous electrolyte containing a lithium salt, an organic solvent and an ionic liquid in combination with a separator in which a fluorine-containing resin material is disposed on a porous substrate. Compared to the case of using a general separator comprising the following, a surprisingly surprising phenomenon has been found in which the high-rate discharge characteristics are improved, leading to the present invention.

なお、本願にいうイオン液体とは、常温において少なくとも一部が液状を呈するイオン性化合物をいう。常温とは、それを用いた電気化学デバイスが通常作動すると想定される温度範囲であり、上限が100℃程度、場合によっては60℃程度であり、下限が−50℃程度、場合によっては−20℃程度である。一方、非特許文献3に記載されているような、各種電析等に用いられるLi2CO3−Na2CO3−K2CO3等の無機系溶融塩は、融点が300℃以上のものが大半であり、通常電気化学デバイスが作動すると想定される温度範囲内で液状を呈するものではなく、本発明におけるイオン液体には含まれない。 In addition, the ionic liquid as used in this application means the ionic compound which at least one part exhibits liquid state at normal temperature. The normal temperature is a temperature range in which an electrochemical device using the normal operation is assumed to normally operate. The upper limit is about 100 ° C., in some cases about 60 ° C., and the lower limit is about −50 ° C., in some cases −20 It is about ℃. On the other hand, the inorganic molten salt such as Li 2 CO 3 —Na 2 CO 3 —K 2 CO 3 used for various electrodepositions as described in Non-Patent Document 3 has a melting point of 300 ° C. or higher. However, it does not exhibit a liquid form within the temperature range in which the electrochemical device is normally assumed to operate, and is not included in the ionic liquid in the present invention.

本発明によれば、リチウム塩、有機溶媒及びイオン液体を含む非水電解質を備え、高率放電特性に優れた非水電解質電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nonaqueous electrolyte battery provided with the nonaqueous electrolyte containing lithium salt, an organic solvent, and an ionic liquid can be provided which was excellent in the high rate discharge characteristic.

本発明に係るセパレータを構成する多孔性基材は、特に限定されるものではないが、ポリオレフィン製多孔膜が好ましく、一般的に非水電解質電池用セパレータとして用いられているポリエチレン製、ポリプロピレン製多孔膜の単膜、あるいは、複合膜を使用することができる。   The porous substrate constituting the separator according to the present invention is not particularly limited, but is preferably a polyolefin porous membrane, and is generally made of polyethylene or polypropylene, which is generally used as a separator for nonaqueous electrolyte batteries. A single membrane or a composite membrane can be used.

多孔性基材に配される樹脂材料は、フッ素含有樹脂材料であることを要し、例えばフッ素を含有しないPEO系樹脂やPAN系樹脂では本発明の効果が奏されない虞がある。フッ素含有樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン又はポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体からなるフッ素含有樹脂材料が好ましい。   The resin material disposed on the porous substrate needs to be a fluorine-containing resin material. For example, PEO-based resins and PAN-based resins that do not contain fluorine may not achieve the effects of the present invention. As the fluorine-containing resin, a fluorine-containing resin material made of polyvinylidene fluoride or a polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is preferable.

フッ素含有樹脂は、多孔性基材の、表面、裏面及び孔内壁面からなる基材表面の少なくとも一部に配されることにより、本発明の効果が奏される。多孔性基材に配するフッ素含有樹脂の量は、微量であっても本発明の効果が奏されるが、多すぎると、セパレータ中に含まれる非水電解質中のイオン移動が阻害され、高率放電特性が低下する点からも、好ましくない。即ち、多孔性基材の孔を塞がない程度にフッ素含有樹脂が配されているか、もしくは、フッ素樹脂自身が非常に高い透気性を有していることが好ましく、本発明に係るセパレータ、即ち、フッ素含有樹脂が配された多孔性基材は、透気性を有していることが十分条件である。透気性を有することについては、日本工業規格(JIS P8117)により判定できる。なかでも、セパレータ中のスムーズなイオン移動を実現するためには、本発明に係るセパレータは、透気度が500秒/100mlであることがより好ましい。   The fluorine-containing resin is provided on at least a part of the surface of the base material composed of the front surface, the back surface, and the inner wall surface of the hole of the porous base material. Even if the amount of fluorine-containing resin disposed on the porous substrate is very small, the effect of the present invention can be achieved, but if it is too much, ion migration in the non-aqueous electrolyte contained in the separator is inhibited, It is not preferable also from the point that a rate discharge characteristic falls. That is, it is preferable that the fluorine-containing resin is arranged to such an extent that the pores of the porous substrate are not blocked, or the fluorine resin itself has very high air permeability. It is sufficient that the porous substrate on which the fluorine-containing resin is arranged has air permeability. About having air permeability, it can be determined by Japanese Industrial Standard (JIS P8117). Especially, in order to implement | achieve smooth ion movement in a separator, as for the separator which concerns on this invention, it is more preferable that air permeability is 500 second / 100 ml.

多孔性基材に配されているフッ素含有樹脂は、多孔質であることが液保持性の点及びイオン伝導の点から好ましい。多孔質であるフッ素含有樹脂は、実施例に示すように、例えばポリフッ化ビニリデンを可溶な溶媒に溶解して多孔性基材に適用した後、水等の非溶媒に浸漬することにより、溶媒置換の過程でのミクロ相分離作用によって得ることができる。   The fluorine-containing resin disposed on the porous substrate is preferably porous from the viewpoint of liquid retention and ion conduction. As shown in the examples, the porous fluorine-containing resin is prepared by, for example, dissolving polyvinylidene fluoride in a soluble solvent and applying it to a porous substrate, and then immersing it in a non-solvent such as water. It can be obtained by the microphase separation action in the process of substitution.

本発明におけるリチウム塩及びイオン液体を構成するアニオンとしては、特に限定されるものではないが、ClO4 -、BF4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、CN-、COO-、SO2CF2−、N(CF3SO22 -、N(C25SO22 -、N(CF3SO2)(C25SO2-、N(CF3SO2)(C49SO2-、C(CF3SO23 -、C(C25SO23 -等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの四級アンモニウム有機物カチオンを有する常温溶融塩は、単独で用いてもよく、二種以上混合して用いてもよい。なかでも、少なくとも一種がPF6 -であり、かつ、さらにN(CF3SO22 -、N(C25SO22 -、N(CF3SO2)(C49SO2-、C(CF3SO23 -、C(C25SO23 -から選択される化合物の内少なくとも一種を含む、計二種以上からなることが好ましい。 The anion constituting the lithium salt and the ionic liquid in the present invention is not particularly limited, but ClO 4 , BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , CN , COO , SO 2 CF 2 −, N (CF 3 SO 2 ) 2 , N (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , N (CF 3 SO 2 ) (C 2 F 5 SO 2 ) , N (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ) , C (CF 3 SO 2 ) 3 , C (C 2 F 5 SO 2 ) 3 — and the like, but are not limited thereto. These room temperature molten salts having a quaternary ammonium organic cation may be used alone or in admixture of two or more. Among them, at least one of them is PF 6 , and N (CF 3 SO 2 ) 2 , N (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , N (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ) , C (CF 3 SO 2 ) 3 , and C (C 2 F 5 SO 2 ) 3 are preferably composed of a total of two or more compounds including at least one compound selected from C (C 2 F 5 SO 2 ) 3 .

二種以上のアニオンを含有させるには、二種以上のアニオンの異なる常温溶融塩と一種のアニオンからなるリチウム塩を混合してもよく、二種以上のアニオンの異なるリチウム塩と一種のアニオンからなる常温溶融塩を混合してもよく、さらにはアニオン種の異なる常温溶融塩とリチウム塩を混合してもよい。   In order to contain two or more kinds of anions, a room temperature molten salt of two or more kinds of anions may be mixed with a lithium salt composed of one kind of anion, and a lithium salt of two or more kinds of anions may be mixed with one kind of anion. A room temperature molten salt may be mixed, and further, a room temperature molten salt and a lithium salt having different anion species may be mixed.

本発明におけるイオン液体を構成するカチオンとしては、四級アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオン、などが挙げられる。四級アンモニウムカチオンとしては、イミダゾリウムカチオン、テトラアルキルアンモニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピロリウムカチオン、ピラゾリウムカチオン、ピロリニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン等が挙げられる。   Examples of the cation constituting the ionic liquid in the present invention include a quaternary ammonium cation and a phosphonium cation. Examples of the quaternary ammonium cation include imidazolium cation, tetraalkylammonium cation, pyridinium cation, pyrrolium cation, pyrazolium cation, pyrrolium cation, pyrrolidinium cation, and piperidinium cation.

前記イミダゾリウムカチオンとしては、例えば、ジアルキルイミダゾリウムカチオンとして、1,3−ジメチルイミダゾリウムイオン、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン、1,3−ジエチルイミダゾリウムイオン、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムイオン等が、またトリアルキルイミダゾリウムカチオンとして、1,2,3−トリメチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムイオン、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムイオン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the imidazolium cation include 1,3-dimethylimidazolium ion, 1-ethyl-3-methylimidazolium ion, 1,3-diethylimidazolium ion, 1-butyl-3-yl as dialkylimidazolium cation. Methyl imidazolium ion, etc., and trialkyl imidazolium cation, 1,2,3-trimethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium ion Ions, 1-butyl-2,3-dimethylimidazolium ions, and the like, but are not limited thereto.

前記テトラアルキルアンモニウムカチオンとしては、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルプロピルアンモニウムイオン、トリメチルヘキシルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the tetraalkylammonium cation include, but are not limited to, trimethylethylammonium ion, trimethylpropylammonium ion, trimethylhexylammonium ion, and tetrapentylammonium ion.

前記ピリジニウムカチオンとしては、N−メチルピリジニウムイオン、N−エチルピリジニウムイオン、N−プロピルピリジニウムイオン、N−ブチルピリジニウムイオン1−エチル−2−メチルピリジニウム、1−ブチル−4−メチルピリジニウム、1−ブチル−2,4−ジメチルピリジニウム等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the pyridinium cation include N-methylpyridinium ion, N-ethylpyridinium ion, N-propylpyridinium ion, N-butylpyridinium ion 1-ethyl-2-methylpyridinium, 1-butyl-4-methylpyridinium, 1-butyl Examples include -2,4-dimethylpyridinium, but are not limited thereto.

前記ピロリウムカチオンとしては、1,1−ジメチルピロリウムイオン、1−エチル−1−メチルピロリウムイオン、1−メチル−1−プロピルピロリウムイオン、1−ブチル−1−メチルピロリウムイオン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the pyrrolium cation include 1,1-dimethylpyrrolium ion, 1-ethyl-1-methylpyrrolium ion, 1-methyl-1-propylpyrrolium ion, 1-butyl-1-methylpyrrolium ion, It is not limited to these.

前記ピラゾリウムカチオンとしては、1,2−ジメチルピラゾリウムイオン、1−エチル−2−メチルピラゾリウムイオン、1−プロピル−2−メチルピラゾリウムイオン、1−ブチル−2−メチルピラゾリウムイオン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the pyrazolium cation include 1,2-dimethylpyrazolium ion, 1-ethyl-2-methylpyrazolium ion, 1-propyl-2-methylpyrazolium ion, 1-butyl-2-methylpyrazolium ion, and the like. However, it is not limited to these.

前記ピロリニウムカチオンとしては、1,2−ジメチルピロリニウムイオン、1−エチル−2−メチルピロリニウムイオン、1−プロピル−2−メチルピロリニウムイオン、1−ブチル−2−メチルピロリニウムイオン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the pyrrolium cation include 1,2-dimethylpyrrolium ion, 1-ethyl-2-methylpyrrolium ion, 1-propyl-2-methylpyrrolium ion, 1-butyl-2-methylpyrrolium ion, and the like. Although it is mentioned, it is not limited to these.

前記ピロリジニウムカチオンとしては、1,1−ジメチルピロリジニウムイオン、1−エチル−1−メチルピロリジニウムイオン、1−メチル−1−プロピルピロリジニウムイオン、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムイオン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the pyrrolidinium cation include 1,1-dimethylpyrrolidinium ion, 1-ethyl-1-methylpyrrolidinium ion, 1-methyl-1-propylpyrrolidinium ion, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium ion, and the like. However, it is not limited to these.

前記ピペリジニウムカチオンとしては、1,1−ジメチルピぺリジニウムイオン、1−エチル−1−メチルピぺリジニウムイオン、1−メチル−1−プロピルピぺリジニウムイオン、1−ブチル−1−メチルピぺリジニウムイオン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of the piperidinium cation include 1,1-dimethylpiperidinium ion, 1-ethyl-1-methylpiperidinium ion, 1-methyl-1-propylpiperidinium ion, 1-butyl-1-methylpiperidinium ion, and the like. However, it is not limited to these.

なお、これらのカチオンを有するイオン液体は、単独で用いてもよく、二種以上混合して用いてもよい。   In addition, the ionic liquid which has these cations may be used independently, and may be used in mixture of 2 or more types.

本発明の非水電解質は、有機溶媒として、環状カーボネート類、及び、鎖状カーボネート類を含有することが好ましい。環状カーボネート類としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、プロピオラクトン、バレロラクトン、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、カテコールカーボネート、1−フェニルビニレンカーボネート、1,2−ジフェニルビニレンカーボネート、スチレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、4−メチル−4−ビニル−1,3−ジオキサン−2−オンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、メトキシエトキシエタンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   The nonaqueous electrolyte of the present invention preferably contains cyclic carbonates and chain carbonates as the organic solvent. Cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, propiolactone, valerolactone, butylene carbonate, vinylene carbonate, catechol carbonate, 1-phenyl vinylene carbonate, 1,2-diphenyl vinylene carbonate, styrene carbonate, vinyl Examples thereof include, but are not limited to, ethylene carbonate and 4-methyl-4-vinyl-1,3-dioxan-2-one. The chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl butyl carbonate, ethyl propyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dimethoxyethane, diethoxyethane, methoxy Although ethoxyethane etc. are mentioned, it is not limited to these.

前記環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、及び、イオン液体は、任意の混合比で混合することができるが、非水電解質の難燃性発現と電気化学特性の両立、及び、本発明の効果を効果的に得るためには、鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比が、40体積パーセント:60体積パーセントから70体積パーセント:30体積パーセントの範囲内にあることが望ましく、また、イオン液体を40体積パーセント以上含有していることが望ましい。鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比が、上記範囲の下限以上であることにより、非水電解質の融点及び粘度を低く設定することが容易となり、高イオン伝導度の維持が容易となる。鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比が、上記範囲の上限以下であることにより、リチウム塩の解離度を十分とすることができ、高イオン伝導度の維持が容易となる。また、イオン液体の含有量が40体積パーセント以上とすることにより、単独では可燃性である有機化合物の占める割合が大きくなりすぎないので、非水電解質の難燃性発現が容易となるだけでなく、本発明の最も重要な効果である、本発明に係るセパレータを用いると従来のセパレータを用いた場合に比較して、逆に高率放電特性が向上する効果を得ることが容易となる。   The cyclic carbonates, the chain carbonates, and the ionic liquid can be mixed at an arbitrary mixing ratio, but the non-aqueous electrolyte exhibits both flame retardancy and electrochemical characteristics, and the effects of the present invention. In order to obtain effectively, it is desirable that the content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates is in the range of 40 volume percent: 60 volume percent to 70 volume percent: 30 volume percent, and the ionic liquid is used. It is desirable to contain 40 volume percent or more. When the content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates is not less than the lower limit of the above range, it becomes easy to set the melting point and the viscosity of the nonaqueous electrolyte low, and it becomes easy to maintain high ionic conductivity. When the content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates is not more than the upper limit of the above range, the degree of dissociation of the lithium salt can be made sufficient, and the maintenance of high ionic conductivity is facilitated. In addition, when the content of the ionic liquid is 40 volume percent or more, the proportion of the organic compound that is flammable by itself does not become too large. When the separator according to the present invention, which is the most important effect of the present invention, is used, it becomes easier to obtain the effect of improving the high rate discharge characteristics as compared with the case of using the conventional separator.

なお、非水電解質には、難燃性溶媒である、リン酸エステルが添加されていてもよい。リン酸エステルとしては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(トリフルオロエチル)、リン酸トリ(ペンタフルオロプロピル)、リン酸トリ(ヘプタフルオロブチル)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で用いてもよく、2種以上混合して用いてもよい。   Note that a phosphoric acid ester, which is a flame retardant solvent, may be added to the nonaqueous electrolyte. Examples of phosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethyl methyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tri (trifluoroethyl) phosphate, and tri (pentafluoro) phosphate. Propyl), tri (heptafluorobutyl) phosphate, and the like, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.

非水電解質中のリチウムカチオンの含有量は、0.5〜3mol/lの範囲であることが望ましい。リチウム塩の含有量が0.5mol/l以上であることにより、電解質抵抗を低く維持でき、電池の充放電効率が低下する虞を低減できる。リチウム塩の含有量が3mol/l以下であることにより、非水電解質の融点が上昇し常温で液状を保つのが困難となる虞を低減できる。以上の点で、非水電解質中のリチウム塩の含有量は、0.5〜3mol/lの範囲、さらに言うならば、0.5〜2mol/lの範囲であることが好ましい。   The lithium cation content in the non-aqueous electrolyte is preferably in the range of 0.5 to 3 mol / l. When the content of the lithium salt is 0.5 mol / l or more, the electrolyte resistance can be kept low, and the possibility that the charge / discharge efficiency of the battery is lowered can be reduced. When the content of the lithium salt is 3 mol / l or less, it is possible to reduce the possibility that the melting point of the nonaqueous electrolyte will rise and it will be difficult to maintain a liquid state at room temperature. In view of the above, the content of the lithium salt in the nonaqueous electrolyte is preferably in the range of 0.5 to 3 mol / l, more specifically in the range of 0.5 to 2 mol / l.

以下に、本発明を実施例に基づき、さらに詳細に説明するが、本発明はこれらの記載により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited to these descriptions.

(比較電解質1)
ECと環状カーボネート類であるプロピレンカーボネート(PC)とDMCとEMCを体積比30:10:30:30で混合した混合溶媒(以下、混合溶媒Aという)1リットルに、1モルのLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。混合溶媒A中の鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比は、40体積パーセント:60体積パーセントである。
(Comparative electrolyte 1)
1 mol of LiPF 6 is mixed with 1 liter of a mixed solvent (hereinafter referred to as mixed solvent A) in which propylene carbonate (PC), DMC, and EMC, which are EC and cyclic carbonates, are mixed at a volume ratio of 30: 10: 30: 30. As a result, a non-aqueous electrolyte was obtained. The content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates in the mixed solvent A is 40 volume percent: 60 volume percent.

(比較電解質2)
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド(EMI−TFSI)1リットルに、1モルのLiN(CF3SO22(LiTFSI)を混合することにより、非水電解質を得た。
(Comparative electrolyte 2)
By mixing 1 mol of LiN (CF 3 SO 2 ) 2 (LiTFSI) with 1 liter of 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (EMI-TFSI), a non-aqueous electrolyte is obtained. It was.

(比較電解質3)
環状カーボネート類であるエチレンカーボネート(EC)と鎖状カーボネート類であるジメチルカーボネート(DMC)と鎖状カーボネート類であるメチルエチルカーボネート(EMC)を体積比30:35:35で混合した混合溶媒(以下、混合溶媒Bという)1リットルに、1モルのLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。混合溶媒B中の鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比は、30体積パーセント:70体積パーセントである。
(Comparative electrolyte 3)
A mixed solvent in which ethylene carbonate (EC), which is a cyclic carbonate, dimethyl carbonate (DMC), which is a chain carbonate, and methyl ethyl carbonate (EMC), which is a chain carbonate, are mixed at a volume ratio of 30:35:35 (hereinafter referred to as a mixed solvent). A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 1 mol of LiPF 6 in 1 liter of mixed solvent B). The content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates in the mixed solvent B is 30 volume percent: 70 volume percent.

(比較電解質4)
ECと環状カーボネート類であるプロピレンカーボネート(PC)とDMCとEMCを体積比30:30:20:20で混合した混合溶媒(以下、混合溶媒Cという)1リットルに、1モルのLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。混合溶媒C中の鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比は、60体積パーセント:40体積パーセントである。
(Comparative electrolyte 4)
1 mol of LiPF 6 is mixed with 1 liter of a mixed solvent (hereinafter referred to as mixed solvent C) in which EC, cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), DMC, and EMC are mixed at a volume ratio of 30: 30: 20: 20. As a result, a non-aqueous electrolyte was obtained. The content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates in the mixed solvent C is 60 volume percent: 40 volume percent.

(比較電解質5)
ECとPCとDMCとEMCを体積比30:40:15:15で混合した混合溶媒(以下、混合溶媒Dという)1リットルに、1モルのLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。混合溶媒D中の鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比は、70体積パーセント:30体積パーセントである。
(Comparative electrolyte 5)
By mixing 1 mol of LiPF 6 with 1 liter of a mixed solvent (hereinafter referred to as mixed solvent D) in which EC, PC, DMC and EMC are mixed at a volume ratio of 30: 40: 15: 15, a non-aqueous electrolyte is obtained. It was. The content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates in the mixed solvent D is 70 volume percent: 30 volume percent.

(比較電解質6)
ECとPCと鎖状カーボネート類であるジエチルカーボネート(DEC)を体積比50:40:10で混合した混合溶媒(以下、混合溶媒Eという)1リットルに、1モルのLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。混合溶媒E中の鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比は、90体積パーセント:10体積パーセントである。
(Comparative electrolyte 6)
By mixing 1 mol of LiPF 6 with 1 liter of a mixed solvent (hereinafter referred to as mixed solvent E) in which EC, PC and chain carbonates diethyl carbonate (DEC) are mixed at a volume ratio of 50:40:10. A non-aqueous electrolyte was obtained. The content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates in the mixed solvent E is 90 volume percent: 10 volume percent.

(本発明電解質1)
300ミリリットルのEMI−TFSIと700ミリリットルの混合溶媒Aとを混合し、さらに1モル/リットルとなるようにLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。
(Invention electrolyte 1)
A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 300 ml of EMI-TFSI and 700 ml of mixed solvent A, and further mixing LiPF 6 so as to be 1 mol / liter.

(本発明電解質2)
400ミリリットルのEMI−TFSIと600ミリリットルの混合溶媒Aとを混合し、さらに1モル/リットルとなるようにLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。
(Invention electrolyte 2)
A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 400 ml of EMI-TFSI and 600 ml of mixed solvent A, and further mixing LiPF 6 so as to be 1 mol / liter.

(本発明電解質3)
500ミリリットルのEMI−TFSIと500ミリリットルの混合溶媒Aとを混合し、さらに1モル/リットルとなるようにLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。
(Invention electrolyte 3)
A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 500 ml of EMI-TFSI and 500 ml of mixed solvent A, and further mixing LiPF 6 so as to be 1 mol / liter.

(本発明電解質4)
700ミリリットルのEMI−TFSIと300ミリリットルの混合溶媒Aとを混合し、さらに1モル/リットルとなるようにLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。
(Invention electrolyte 4)
A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 700 ml of EMI-TFSI and 300 ml of mixed solvent A, and further mixing LiPF 6 so as to be 1 mol / liter.

(本発明電解質5)
500ミリリットルのEMI−TFSIと500ミリリットルの混合溶媒Bとを混合し、さらに1モル/リットルとなるようにLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。
(Invention electrolyte 5)
A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 500 ml of EMI-TFSI and 500 ml of mixed solvent B, and further mixing LiPF 6 so as to be 1 mol / liter.

(本発明電解質6)
500ミリリットルのEMI−TFSIと500ミリリットルの混合溶媒Cとを混合し、さらに1モル/リットルとなるようにLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。
(Invention electrolyte 6)
A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 500 ml of EMI-TFSI and 500 ml of mixed solvent C, and further mixing LiPF 6 so as to be 1 mol / liter.

(本発明電解質7)
500ミリリットルのEMI−TFSIと500ミリリットルの混合溶媒Dとを混合し、さらに1モル/リットルとなるようにLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。
(Invention electrolyte 7)
A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 500 ml of EMI-TFSI and 500 ml of mixed solvent D, and further mixing LiPF 6 so as to be 1 mol / liter.

(本発明電解質8)
500ミリリットルのEMI−TFSIと500ミリリットルの混合溶媒Eとを混合し、さらに1モル/リットルとなるようにLiPF6を混合することにより、非水電解質を得た。
(Invention electrolyte 8)
A nonaqueous electrolyte was obtained by mixing 500 ml of EMI-TFSI and 500 ml of mixed solvent E, and further mixing LiPF 6 so as to be 1 mol / liter.

(電解質燃焼性試験)
上記した本発明電解質1〜8及び比較電解質2〜6について、電解質燃焼性試験を行った。ガラスフィルターに各電解質を含浸し、アルコールランプの火を10秒間近づけて着火・燃焼の有無を確認した。
(Electrolyte flammability test)
An electrolyte flammability test was performed on the above-described electrolytes 1 to 8 and comparative electrolytes 2 to 6. A glass filter was impregnated with each electrolyte, and the presence of ignition / combustion was confirmed by bringing the fire of an alcohol lamp closer to 10 seconds.

(本発明電池用セパレータの作製)
ポリエチレン製微孔膜(平均孔径0.1μm、開孔率50%、厚さ23μm、透気度89秒/100ml)表面に、ポリフッ化ビニリデン粉末とN−メチル−2−ピロリドンを12重量パーセント:88重量パーセントとなるように混合し、完全に溶解させた溶液を塗布し、水中に浸漬させた。この過程で、N−メチル−2−ピロリドンが水と置換することによってポリフッ化ビニリデンからなる多孔体層が形成される。次に水分を乾燥させ、厚さ26μm、透気度158秒/100mlの本発明電池用セパレータaを得た。
(Preparation of battery separator of the present invention)
12 weight percent of polyvinylidene fluoride powder and N-methyl-2-pyrrolidone on the surface of a polyethylene microporous membrane (average pore size 0.1 μm, porosity 50%, thickness 23 μm, air permeability 89 seconds / 100 ml): A mixed and completely dissolved solution was applied to 88 weight percent and immersed in water. In this process, N-methyl-2-pyrrolidone is replaced with water to form a porous layer made of polyvinylidene fluoride. Next, the moisture was dried to obtain a separator a for a battery of the present invention having a thickness of 26 μm and an air permeability of 158 seconds / 100 ml.

上記で用いたポリエチレン製微孔膜(多孔体層を形成していないもの、平均孔径0.1μm、開孔率50%、厚さ23μm、透気度89秒/100ml)を比較電池用セパレータbとした。   The polyethylene microporous membrane used above (with no porous layer formed, average pore size 0.1 μm, open area ratio 50%, thickness 23 μm, air permeability 89 seconds / 100 ml) was used as a separator for comparative batteries b It was.

(非水電解質電池の作製)
実施例に係る非水電解質電池の断面図を図1に示す。実施例に係る非水電解質電池は、正極1、負極2、及びセパレータ3からなる極群4と、非水電解質と、外装材としての金属樹脂複合フィルム5から構成されている。正極1は、正極合剤11が正極集電体12上に塗布されてなる。また、負極2は、負極合剤21が負極集電体22上に塗布されてなる。非水電解質は極群4に含浸されている。金属樹脂複合フィルム5は、極群4を覆い、その四方を熱溶着により封止されている。
(Preparation of non-aqueous electrolyte battery)
A cross-sectional view of the nonaqueous electrolyte battery according to the example is shown in FIG. The non-aqueous electrolyte battery according to the example is composed of a pole group 4 including a positive electrode 1, a negative electrode 2, and a separator 3, a non-aqueous electrolyte, and a metal resin composite film 5 as an exterior material. The positive electrode 1 is formed by applying a positive electrode mixture 11 on a positive electrode current collector 12. The negative electrode 2 is formed by applying a negative electrode mixture 21 on a negative electrode current collector 22. The nonaqueous electrolyte is impregnated in the pole group 4. The metal resin composite film 5 covers the pole group 4 and is sealed on all four sides by heat welding.

次に、上記構成の非水電解質電池の製造方法を説明する。正極1は次のようにして得た。まず、LiCoO2と、導電剤であるアセチレンブラックを混合し、さらに結着剤としてポリフッ化ビニリデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液を混合し、この混合物をアルミ箔からなる正極集電体12の片面に塗布した後、乾燥し、正極合剤11の厚さが所定の厚さとなるようにプレスした。以上の工程により正極1を得た。負極2は、次のようにして得た。まず、負極活物質である難黒鉛化炭素(エックス線広角回折法による(002)面の面間隔0.345nm)と、結着剤であるポリフッ化ビニリデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液を混合し、この混合物を銅箔からなる負極集電体22の片面に塗布した後、乾燥し、負極合剤21厚みが所定の厚さとなるようにプレスした。以上の工程により負極2を得た。極群4は、正極合剤11と負極合剤21とを対向させ、その間にセパレータ3を配し、正極1、セパレータ3、負極2の順に積層することにより、構成した。次に、非水電解質中に極群4を浸漬させることにより、極群4に非水電解質を含浸させた。さらに、金属樹脂複合フィルム5で極群4を覆い、その四方を熱溶着により封止した。 Next, a method for manufacturing the nonaqueous electrolyte battery having the above configuration will be described. The positive electrode 1 was obtained as follows. First, LiCoO 2 and acetylene black, which is a conductive agent, are mixed, and further, a N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride is mixed as a binder, and this mixture is used as a positive electrode current collector 12 made of an aluminum foil. After coating on one side, it was dried and pressed so that the positive electrode mixture 11 had a predetermined thickness. The positive electrode 1 was obtained by the above process. The negative electrode 2 was obtained as follows. First, the non-graphitizable carbon (the (002) plane spacing 0.345 nm by X-ray wide angle diffraction method) as the negative electrode active material and the N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride as the binder are mixed. The mixture was applied to one side of the negative electrode current collector 22 made of copper foil, dried, and pressed so that the thickness of the negative electrode mixture 21 was a predetermined thickness. The negative electrode 2 was obtained by the above process. The pole group 4 was configured by facing the positive electrode mixture 11 and the negative electrode mixture 21, placing the separator 3 therebetween, and laminating the positive electrode 1, the separator 3, and the negative electrode 2 in this order. Next, the electrode group 4 was impregnated with the non-aqueous electrolyte by immersing the electrode group 4 in the non-aqueous electrolyte. Furthermore, the pole group 4 was covered with the metal resin composite film 5, and the four sides were sealed by heat welding.

(本発明電池、比較電池)
セパレータ3として、本発明電池用セパレータa又は比較電池用セパレータbを用い、非水電解質として本発明電解質1〜8及び比較電解質2〜6をそれぞれ組み合わせて、本発明電池及び比較電池を作製した。
(Invention battery, comparative battery)
Using the separator a for a battery of the present invention or the separator b for a comparative battery as the separator 3, the present invention batteries and comparative batteries were prepared by combining the present electrolytes 1 to 8 and the comparative electrolytes 2 to 6, respectively, as nonaqueous electrolytes.

(初期放電容量試験)
本発明電池及び比較電池について、初期放電容量試験を行った。試験温度は20℃とした。充電は、電流2mA、終止電圧4.2Vの定電流定電圧充電とした。放電は、電流2mA、終止電圧2.7Vの定電流放電とした。得られた放電容量を、初期放電容量とした。なお、本発明電池及び比較電池の設計容量は、全て10mAhである。
(Initial discharge capacity test)
An initial discharge capacity test was performed on the battery of the present invention and the comparative battery. The test temperature was 20 ° C. Charging was performed at a constant current and a constant voltage with a current of 2 mA and a final voltage of 4.2 V. The discharge was a constant current discharge with a current of 2 mA and a final voltage of 2.7 V. The obtained discharge capacity was defined as the initial discharge capacity. The design capacities of the battery of the present invention and the comparative battery are all 10 mAh.

(高率放電試験)
本発明電池及び比較電池について、高率放電試験を行った。試験温度は20℃とした。初期放電容量試験と同様の条件で、初期容量の確認を行った電池を、同様の条件で充電後、電流10mA、終止電圧2.7Vの定電流放電を行った。得られた放電容量を、高率放電容量とした。
(High rate discharge test)
A high rate discharge test was performed on the battery of the present invention and the comparative battery. The test temperature was 20 ° C. A battery whose initial capacity was confirmed under the same conditions as in the initial discharge capacity test was charged under the same conditions, and then a constant current discharge with a current of 10 mA and a final voltage of 2.7 V was performed. The obtained discharge capacity was defined as a high rate discharge capacity.

以上の結果を表1にまとめて示す。   The above results are summarized in Table 1.

表1から明らかなように、非水電解質として、有機溶媒又はイオン液体のいずれか一方を含有していない比較電解質を用いた電池についてみれば、セパレータとして、多孔性基材のみからなる比較電池用セパレータを用いた場合に比べ、多孔性基材にフッ素含有樹脂を配した本発明電池用セパレータを用いた場合、高率放電特性が同等又は低下している。これに対し、有機溶媒及びイオン液体の両方を含有している本発明電解質を用いた電池についてみれば、セパレータとして、多孔性基材のみからなる比較電池用セパレータを用いた場合に比べ、多孔性基材にフッ素含有樹脂を配した本発明電池用セパレータを用いた場合、高率放電特性が向上していることがわかる。高率放電特性に優れた電池とすることができる本発明の効果は、少なくとも、、非水電解質がイオン性液体を30〜70体積パーセント含有する範囲で確実に奏されていることがわかる。   As is clear from Table 1, as for a battery using a comparative electrolyte that does not contain either an organic solvent or an ionic liquid as a non-aqueous electrolyte, the separator is for a comparative battery consisting only of a porous substrate. Compared with the case where a separator is used, when the separator for a battery of the present invention in which a fluorine-containing resin is arranged on a porous substrate is used, the high rate discharge characteristics are equivalent or reduced. On the other hand, if the battery using the electrolyte of the present invention containing both the organic solvent and the ionic liquid is used, the separator is more porous than the case where the separator for a comparative battery made only of a porous substrate is used. It can be seen that when the separator for a battery of the present invention in which a fluorine-containing resin is arranged on the substrate is used, the high rate discharge characteristics are improved. It can be seen that the effect of the present invention that can provide a battery with excellent high-rate discharge characteristics is reliably achieved at least in the range in which the nonaqueous electrolyte contains 30 to 70 volume percent of the ionic liquid.

なお、非水電解質の難燃性試験結果につき、比較電解質3〜6が燃焼性を有するのに対し、本発明電解質1〜8及び比較電解質2は、難燃性または自己消火性を有することが分かる。なかでも、非水電解質がイオン液体を40体積パーセント以上含有することにより、難燃性を確実にできる。   In addition, regarding the flame retardant test results of the nonaqueous electrolyte, the comparative electrolytes 3 to 6 have flammability, whereas the present electrolytes 1 to 8 and the comparative electrolyte 2 may have flame retardancy or self-extinguishing properties. I understand. Especially, a non-aqueous electrolyte can ensure a flame retardance by containing 40 volume% or more of ionic liquids.

また、非水電解質を構成する有機溶媒について、鎖状カーボネート類と環状カーボネート類の含有比が、40体積パーセント:60体積パーセントから70体積パーセント:30体積パーセントの範囲内にあることにより、高率放電特性の点で好ましいことがわかる。   In addition, the organic solvent constituting the non-aqueous electrolyte has a high ratio because the content ratio of the chain carbonates and the cyclic carbonates is in the range of 40 volume percent: 60 volume percent to 70 volume percent: 30 volume percent. It can be seen that this is preferable in terms of discharge characteristics.

なお、本実施例においては、セパレータ表面に複合化されている多孔体層のフッ素含有樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデンを例に挙げて説明したが、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体を用いても同様の効果が得られる。   In the present embodiment, the description has been made by taking polyvinylidene fluoride as an example as the fluorine-containing resin material of the porous layer composited on the separator surface, but a polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is used. However, the same effect can be obtained.

また、本実施例においては、イオン液体として、EMI−TFSIを例に挙げて説明したが、その他のイオン液体を用いても同様の効果が得られる。   In the present embodiment, EMI-TFSI has been described as an example of the ionic liquid, but the same effect can be obtained by using other ionic liquids.

本発明に係る非水電解質電池の断面図である。It is sectional drawing of the nonaqueous electrolyte battery which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 正極
11 正極合剤
12 正極集電体
2 負極
21 負極合剤
22 負極集電体
3 セパレータ
4 極群
5 金属樹脂複合フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode 11 Positive electrode mixture 12 Positive electrode collector 2 Negative electrode 21 Negative electrode mixture 22 Negative electrode collector 3 Separator 4 Electrode group 5 Metal resin composite film

Claims (1)

正極、負極、セパレータ及び非水電解質から構成される非水電解質電池において、前記非水電解質は、リチウム塩、有機溶媒及びイオン液体を含み、前記セパレータは、多孔性基材に、フッ素含有樹脂が配されていることを特徴とする非水電解質電池。 In a non-aqueous electrolyte battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte includes a lithium salt, an organic solvent, and an ionic liquid, and the separator includes a porous substrate and a fluorine-containing resin. A non-aqueous electrolyte battery characterized by being arranged.
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