JP2009054354A - Nonaqueous electrolytic solution composition, and nonaqueous electrolytic solution secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolytic solution composition, and nonaqueous electrolytic solution secondary battery Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous electrolytic solution composition used as a non-aqueous electrolytic solution which can improve initial charge and discharge efficiency and exhibits excellent charge and discharge cycle characteristics and is reduced in expansion under high-temperature environment, and to provide a non-aqueous electrolytic solution battery. <P>SOLUTION: The non-aqueous electrolytic solution secondary battery is provided with a positive electrode and a negative electrode as well as a non-aqueous electrolytic solution, and contains at least one kind of 0.01-0.2 mol/kg selected from alkaline metal ions other than lithium ion. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、初回充放電率が高く、サイクル特性に優れた、高温環境下の膨張を減少した非水電解液として用いられる非水電解液組成物及び非水電解液二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte composition and a non-aqueous electrolyte secondary battery that are used as a non-aqueous electrolyte that has a high initial charge / discharge rate and excellent cycle characteristics and has reduced expansion under a high-temperature environment.

近年、カメラ一体型VTR、デジタルスチルカメラ、携帯電話、携帯情報端末、ノート型コンピュータ等のポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。そしてこれらの電子機器のポータブル電源として、電池、特に二次電池について、エネルギー密度を向上させるための研究開発が活発に進められている。中でも、負極活物質に炭素、正極活物質にリチウム−遷移金属複合酸化物、電解液に炭酸エステル混合物を使用するリチウムイオン二次電池は、従来の非水系電解液二次電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため、広く実用化されている。特に外装にアルミニウムラミネートフィルムを使用するラミネート電池は軽量なためエネルギー密度が大きい。ラミネート電池に於いては、電解液をポリマーに膨潤させるとラミネート電池の変形を抑制する事ができるため、ラミネートポリマー電池も広く使用されている。   In recent years, many portable electronic devices such as a camera-integrated VTR, a digital still camera, a mobile phone, a personal digital assistant, and a notebook computer have appeared, and their size and weight have been reduced. As portable power sources for these electronic devices, research and development for improving the energy density of batteries, particularly secondary batteries, are being actively promoted. Among them, a lithium ion secondary battery that uses carbon as a negative electrode active material, a lithium-transition metal composite oxide as a positive electrode active material, and a carbonate ester mixture as an electrolyte is a lead battery that is a conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, Since a large energy density can be obtained compared to a nickel cadmium battery, it is widely put into practical use. In particular, a laminated battery using an aluminum laminated film for the exterior has a high energy density because it is lightweight. In the laminate battery, since the deformation of the laminate battery can be suppressed by swelling the electrolyte in the polymer, the laminate polymer battery is also widely used.

一方でラミネート電池は高温環境下で膨張し易い問題がある。これは、高温環境下において電解液中の炭酸エステルが電極と反応することで分解し、ガスを発生させるためと考えられる。このような現象はラミネート電池のような薄型の電池においては特に問題となる。そこで電解液溶媒にジメチルカーボネートや、粘度が大きいが膨れにくいエチルメチルカーボネートやジエチルカーボネートを主成分として使う事が行われてきた。また、近年、電池の高容量化のため、電池活物質を厚塗りするようになってきたが、粘度の大きいエチルメチルカーボネートやジエチルカーボネートを主成分とする電解液は電極に含浸しにくいため、充放電を繰り返すと電解液が分解し負極に金属リチウムが析出して放電容量が低下する問題があった。   On the other hand, the laminate battery has a problem that it easily expands in a high temperature environment. This is presumably because the carbonic acid ester in the electrolyte solution decomposes by reacting with the electrode in a high-temperature environment to generate gas. Such a phenomenon becomes a problem particularly in a thin battery such as a laminated battery. Therefore, dimethyl carbonate or ethyl methyl carbonate or diethyl carbonate, which has a high viscosity but is difficult to swell, has been used as an electrolyte solvent. Also, in recent years, the battery active material has been thickly coated to increase the capacity of the battery, but the electrolyte containing ethyl methyl carbonate or diethyl carbonate having a large viscosity is difficult to impregnate the electrode, When charging / discharging was repeated, there was a problem that the electrolytic solution was decomposed and metallic lithium was deposited on the negative electrode, resulting in a decrease in discharge capacity.

そこでフルオロエチレンカーボネートを電解液に添加する事により、充放電サイクル時の放電容量維持率の低下を抑制する事が提案されている(特許文献1)。
しかしフルオロエチレンカーボネートを用いた場合、高温環境下で電池が膨張し易い問題があった。
In view of this, it has been proposed to add a fluoroethylene carbonate to the electrolytic solution to suppress a decrease in the discharge capacity retention rate during the charge / discharge cycle (Patent Document 1).
However, when fluoroethylene carbonate is used, there is a problem that the battery tends to expand under a high temperature environment.

また、非水電解液に金属イオンを添加し充電時に負極の表面に金属として析出させること又は負極表面にPbなどの金属を担持させることにより、負極活性部分の非水電解液との反応性を低下させることが開示されている(特許文献2)。
しかし、金属が常に負極表面を覆うため抵抗が大きくなる問題があった。
Also, by adding metal ions to the non-aqueous electrolyte and precipitating as a metal on the surface of the negative electrode during charging, or carrying a metal such as Pb on the negative electrode surface, the reactivity of the negative electrode active part with the non-aqueous electrolyte can be increased. It is disclosed to reduce (Patent Document 2).
However, there is a problem that the resistance increases because the metal always covers the surface of the negative electrode.

特開2005−38722号公報JP 2005-38722 A 特開平8−171936号公報JP-A-8-171936

そこで本発明は、かかる問題点を鑑みてなされたものであり、初回充放電効率を改善でき、良好な充放電サイクル特性を示しつつ高温保存時における膨張を抑制することのできる非水電解液として用いられる非水電解液組成物及び非水電解液電池を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of such problems, and can be used as a non-aqueous electrolyte that can improve initial charge and discharge efficiency and can suppress expansion during high temperature storage while exhibiting good charge and discharge cycle characteristics. It aims at providing the nonaqueous electrolyte composition and nonaqueous electrolyte battery which are used.

本発明者らは、非水電解液組成物に、最も高濃度で含まれている第1の金属イオンよりもイオン半径の大きな第2の金属イオンを添加する事により、初回充放電効率を改善でき、良好な充放電サイクル特性を示すことを見出し本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は下記の非水電解液組成物および非水電解液二次電池を提供する。
〔1〕最も高濃度で含まれている第1の金属イオンと、該第1の金属イオンよりもイオン半径の大きな第2の金属イオンとを含み、該第2の金属イオンは、0.01〜0.2mol/kg含有されていることを特徴とする非水電解液組成物。
〔2〕正極および負極と共に非水電解液を備えた非水電解液二次電池であって、
前記非水電解液は、電極反応物質である金属イオンと、該電極反応物質である金属イオンよりもイオン半径の大きな金属イオンから選ばれる少なくとも一種を0.01〜0.2mol/kgとを含むことを特徴とする非水電解液二次電池。
The inventors have improved the initial charge / discharge efficiency by adding a second metal ion having a larger ion radius than the first metal ion contained in the non-aqueous electrolyte composition at the highest concentration. The present invention has been completed by finding that it has good charge / discharge cycle characteristics.
That is, the present invention provides the following non-aqueous electrolyte composition and non-aqueous electrolyte secondary battery.
[1] A first metal ion contained in the highest concentration and a second metal ion having an ion radius larger than the first metal ion, the second metal ion being 0.01 A non-aqueous electrolyte composition characterized by containing ~ 0.2 mol / kg.
[2] A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode,
The non-aqueous electrolyte solution includes a metal ion that is an electrode reactant, and 0.01 to 0.2 mol / kg of at least one selected from metal ions having a larger ion radius than the metal ion that is the electrode reactant. A non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明の非水電解液二次電池は、電解液として、最も高濃度で含まれている第1の金属イオンと、該第1の金属イオンよりもイオン半径の大きな第2の金属イオンとを含有する非水電解液組成物を用いることにより、充電時に第2の金属が第1の金属より早く析出する。その結果、第1の金属の析出を抑え、電解液に用いる有機溶媒の分解を抑制することができる。これにより初回充放電効率を改善し、良好な充放電サイクル特性を示しつつ高温保存時における膨張を抑制することができる。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprises, as an electrolyte, a first metal ion contained in the highest concentration and a second metal ion having a larger ion radius than the first metal ion. By using the contained non-aqueous electrolyte composition, the second metal precipitates faster than the first metal during charging. As a result, the deposition of the first metal can be suppressed, and the decomposition of the organic solvent used in the electrolytic solution can be suppressed. Thereby, the initial charge / discharge efficiency can be improved, and the expansion during high temperature storage can be suppressed while exhibiting good charge / discharge cycle characteristics.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明するが、本発明は以下の形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following mode.

図1は、本発明の一実施の形態に係るラミネート型電池の構成を模式的に表したものである。この二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード21および負極リード22が取り付けられた巻回電極体20をフィルム状の外装部材30の内部に収容したものである。   FIG. 1 schematically shows a configuration of a laminated battery according to an embodiment of the present invention. This secondary battery is a so-called laminate film type, and has a wound electrode body 20 to which a positive electrode lead 21 and a negative electrode lead 22 are attached accommodated in a film-shaped exterior member 30.

正極リード21および負極リード22は、それぞれ、外装部材30の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード21および負極リード22は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。   The positive electrode lead 21 and the negative electrode lead 22 are led out from the inside of the exterior member 30 to the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 21 and the negative electrode lead 22 are made of, for example, a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, and each have a thin plate shape or a mesh shape.

外装部材30は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材30は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体20とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材30と正極リード21および負極リード22との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム31が挿入されている。密着フィルム31は、正極リード21および負極リード22に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。   The exterior member 30 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. The exterior member 30 is disposed, for example, so that the polyethylene film side and the wound electrode body 20 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion or an adhesive. An adhesion film 31 is inserted between the exterior member 30 and the positive electrode lead 21 and the negative electrode lead 22 to prevent intrusion of outside air. The adhesion film 31 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 21 and the negative electrode lead 22, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装部材30は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。   The exterior member 30 may be made of a laminated film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminated film.

図2は、図1に示した巻回電極体20のI−I線に沿った断面構造を表すものである。巻回電極体20は、正極23と負極24とをセパレータ25および電解質層26を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ27により保護されている。   FIG. 2 shows a cross-sectional structure taken along line II of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. The wound electrode body 20 is obtained by laminating a positive electrode 23 and a negative electrode 24 via a separator 25 and an electrolyte layer 26 and winding them, and the outermost periphery is protected by a protective tape 27.

(活物質層)
正極23は、正極集電体23Aの両面に正極活物質層23Bが設けられた構造を有している。負極24は、負極集電体24Aの両面に負極活物質層24Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層24Bと正極活物質層23Bとが対向するように配置されている。本発明の非水電解液二次電池において、上記正極活物質層23Bおよび負極活物質層24Bの片面あたりの厚さはそれぞれ40μm以上、好ましくは80μm以下である。より好ましくは40μm以上60μm以下の範囲である。活物質層の厚さを40μm以上とすることで、電池の高容量化を図ることができる。また、80μm以下とすることで充放電を繰り返した時の放電容量維持率を大きくできる。
(Active material layer)
The positive electrode 23 has a structure in which a positive electrode active material layer 23B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 23A. The negative electrode 24 has a structure in which a negative electrode active material layer 24B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 24A, and the negative electrode active material layer 24B and the positive electrode active material layer 23B are arranged to face each other. In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the thickness of each of the positive electrode active material layer 23B and the negative electrode active material layer 24B per side is 40 μm or more, preferably 80 μm or less. More preferably, it is the range of 40 micrometers or more and 60 micrometers or less. By setting the thickness of the active material layer to 40 μm or more, it is possible to increase the capacity of the battery. Moreover, the discharge capacity maintenance factor when charging / discharging is repeated can be enlarged by setting it as 80 micrometers or less.

(正極)
正極集電体23Aは、例えば、アルミニウム、ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料により構成されている。正極活物質層24Bは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出可能な正極材料のいずれか1種または複数種を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。
(Positive electrode)
The positive electrode current collector 23A is made of, for example, a metal material such as aluminum, nickel, or stainless steel. The positive electrode active material layer 24B includes, for example, any one or more of positive electrode materials capable of occluding and releasing lithium as a positive electrode active material, and a conductive agent such as a carbon material and polyvinylidene fluoride as necessary. It may contain a binder.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、コバルト酸リチウムLiCoO、ニッケル酸リチウムLiNiO、およびこれらの固溶体(Li(NiCoyMnz)O))(x、yおよびzの値は0<x<1、0<y<1、0≦z<1、x+y+z=1である。)、マンガンスピネル(LiMn)およびその固溶体(Li(Mn2−vNi)O)(vの値は0<v<2である。)などのリチウム複合酸化物、並びにリン酸鉄リチウム(LiFePO)などのオリビン構造を有するリン酸化合物が好ましい。高いエネルギー密度を得ることができるからである。また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび二酸化マンガンなどの酸化物、二硫化鉄、二硫化チタンおよび硫化モリブデンなどの二硫化物、硫黄、並びにポリアニリンおよびポリチオフェンなどの導電性高分子も挙げられる。 Examples of the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium include lithium cobaltate LiCoO 2 , lithium nickelate LiNiO 2 , and solid solutions thereof (Li (Ni x Co y Mn z ) O 2 )) (x, The values of y and z are 0 <x <1, 0 <y <1, 0 ≦ z <1, x + y + z = 1), manganese spinel (LiMn 2 O 4 ) and its solid solution (Li (Mn 2−v Ni v ) O 4 ) (value of v is 0 <v <2) and the like, and phosphate compounds having an olivine structure such as lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) are preferable. This is because a high energy density can be obtained. Examples of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium include oxides such as titanium oxide, vanadium oxide and manganese dioxide, disulfides such as iron disulfide, titanium disulfide and molybdenum sulfide, sulfur, And conductive polymers such as polyaniline and polythiophene.

(負極)
負極24は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体24Aの両面に負極活物質層24Bが設けられた構造を有している。負極集電体24Aは、例えば、銅、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料により構成されている。
(Negative electrode)
The negative electrode 24 has, for example, a structure in which a negative electrode active material layer 24B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 24A having a pair of opposed surfaces. The negative electrode current collector 24A is made of a metal material such as copper, nickel, and stainless steel, for example.

負極活物質層24Bは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または複数種を含んでいる。   The negative electrode active material layer 24B includes one or more negative electrode materials capable of occluding and releasing lithium as a negative electrode active material.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維または活性炭などの炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどがある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れた特性が得られるので好ましい。さらにまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, and fired organic polymer compounds And carbon materials such as carbon fiber or activated carbon. Among these, examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. An organic polymer compound fired body refers to a carbonized material obtained by firing a polymer material such as phenol resin or furan resin at an appropriate temperature, and in part, it is made of non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified. Examples of the polymer material include polyacetylene and polypyrrole. These carbon materials are preferable because the change in the crystal structure that occurs during charge / discharge is very small, a high charge / discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density. Further, non-graphitizable carbon is preferable because excellent characteristics can be obtained. Furthermore, a battery having a low charge / discharge potential, specifically, a battery having a charge / discharge potential close to that of lithium metal is preferable because a high energy density of the battery can be easily realized.

また、負極材料としては、上記に示した炭素材料の他に、ケイ素、スズ、及びそれらの化合物、マグネシウム、アルミニウム、ゲルマニウム等、リチウムと合金を作る元素を含む材料を用いてもよい。更にチタンのようにリチウムと複合酸化物を形成する元素を含む材料も考えられる。   Further, as the negative electrode material, in addition to the carbon material shown above, a material containing an element that forms an alloy with lithium, such as silicon, tin, and a compound thereof, magnesium, aluminum, germanium, or the like may be used. Further, a material containing an element that forms a composite oxide with lithium, such as titanium, can be considered.

(セパレータ)
セパレータ25は、正極23と負極24とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ25は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどよりなる合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これらの複数種の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。セパレータ25には、例えば液状の電解質である電解液が含浸されている。
(Separator)
The separator 25 separates the positive electrode 23 and the negative electrode 24 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. The separator 25 is made of, for example, a porous film made of synthetic resin made of polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, or the like, or a porous film made of ceramic, and a plurality of these porous films are laminated. It may be a structure. For example, the separator 25 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte.

(非水電解液組成物)
本発明の非水電解液組成物(以下電解液と称する場合がある)は、最も高濃度で含まれている第1の金属イオンと、該第1の金属イオンよりもイオン半径の大きな第2の金属イオンとを含み、該第2の金属イオンは、0.01〜0.2mol/kg含有されている。非水電解液組成物中の第2の金属イオンの含有量をこの範囲とすることで、電解液組成物の粘度を抑制する事が可能であり好ましい。
第1の金属イオンは電極反応物質であり、アルカリ金属イオンを挙げることができ、リチウムイオンであることが好ましい。
電解質塩としてリチウム塩を用いた場合、非水電解液組成物にリチウムイオンよりもイオン半径の大きなイオン(例えばリチウム金属以外のアルカリ金属イオン)を添加することにより、リチウムの析出を抑え、初回充放電効率を改善できる。リチウムは有機溶媒では最も卑な電圧で析出するため、他のアルカリ金属はリチウムより早く析出する。その結果、リチウムの代わりに他のアルカリ金属が析出する。リチウム以外のアルカリ金属はリチウムより有機溶媒との反応性が小さいため、有機溶媒の分解を抑制する事ができる。すなわち、リチウム以外のアルカリ金属塩を添加し溶解させることにより初回充放電効率を改善することができる。
(Nonaqueous electrolyte composition)
The non-aqueous electrolyte composition of the present invention (hereinafter sometimes referred to as electrolyte solution) includes a first metal ion contained in the highest concentration and a second ion radius larger than that of the first metal ion. The second metal ion is contained in an amount of 0.01 to 0.2 mol / kg. By making content of the 2nd metal ion in a non-aqueous electrolyte composition into this range, the viscosity of an electrolyte composition can be suppressed and it is preferable.
The first metal ion is an electrode reactant and can include an alkali metal ion, preferably a lithium ion.
When lithium salt is used as the electrolyte salt, the deposition of lithium is suppressed by adding ions having a larger ion radius than lithium ions (for example, alkali metal ions other than lithium metal) to the non-aqueous electrolyte composition. Discharge efficiency can be improved. Since lithium is deposited at the lowest voltage in organic solvents, other alkali metals are deposited earlier than lithium. As a result, another alkali metal precipitates instead of lithium. Since alkali metals other than lithium are less reactive with organic solvents than lithium, decomposition of organic solvents can be suppressed. That is, the initial charge and discharge efficiency can be improved by adding and dissolving an alkali metal salt other than lithium.

電解液組成物中のアルカリ金属イオン濃度はイオンクロマトグラフィー等により測定することができる。   The alkali metal ion concentration in the electrolytic solution composition can be measured by ion chromatography or the like.

第2の金属は第1の金属イオンよりもイオン半径の大きなイオンであり、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンであることが好ましい。
リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、フランシウムイオンを挙げることができ、ナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン及びセシウムイオンが好ましく、ナトリウムイオン及びカリウムイオンがより好ましい。
アルカリ金属は原子番号が大きいほど有機溶媒との反応性は小さくなるが、溶解性等の点から、カリウムイオンがより好ましい。
また、リチウムに近いイオン半径等の点からナトリウムイオンがより好ましい。
アルカリ金属はリチウムと析出電位の差が少ないため、充電時に析出したアルカリ金属は放電時に再び電解液組成物に溶解させることができ、これにより優れたサイクル特性を示すものと考えられる。
The second metal is an ion having an ionic radius larger than that of the first metal ion, and is preferably an alkali metal ion other than lithium ion.
Examples of the alkali metal ion other than lithium ion include sodium ion, potassium ion, rubidium ion, cesium ion, and francium ion, preferably sodium ion, potassium ion, rubidium ion, and cesium ion, sodium ion and potassium ion Ions are more preferred.
As the atomic number of the alkali metal increases, the reactivity with the organic solvent decreases, but potassium ions are more preferable from the viewpoint of solubility and the like.
Further, sodium ion is more preferable from the viewpoint of ion radius close to lithium.
Since alkali metal has a small difference in deposition potential from lithium, the alkali metal deposited during charging can be dissolved again in the electrolytic solution composition during discharging, and this is considered to exhibit excellent cycle characteristics.

本発明における、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンは、リチウム塩以外のアルカリ金属塩を電解液組成物に添加させることにより生じるアルカリ金属イオンであることが好ましい。電解液組成物にリチウム塩以外のアルカリ金属塩を添加し、溶解させることでリチウムイオン以外のアルカリ金属イオンを生じさせることができる。
リチウム塩以外のアルカリ金属塩としては、強酸塩であることが好ましく、pKaが
1以下、好ましくは0以下の強酸とリチウム以外のアルカリ金属の塩であることがより好ましい。
リチウム塩以外のアルカリ金属塩としては、例えば、リチウム以外のアルカリ金属の六フッ化リン酸塩、六フッ化ヒ酸塩、四フッ化ホウ酸塩、過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド塩であることが好ましく、六フッ化リン酸塩であることが、反応性が小さいためより好ましい。
更に好ましくは、六フッ化リン酸カリウム、六フッ化ヒ酸カリウム、四フッ化ホウ酸カリウム、過塩素酸カリウム、トリフルオロメタンスルホン酸カリウム、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカリウム、六フッ化リン酸ナトリウム、過塩素酸ルビジウム、過塩素酸セシウムを挙げることができ、特に好ましくは六フッ化リン酸カリウムである。
In the present invention, the alkali metal ion other than the lithium ion is preferably an alkali metal ion generated by adding an alkali metal salt other than the lithium salt to the electrolytic solution composition. By adding an alkali metal salt other than the lithium salt to the electrolytic solution composition and dissolving it, an alkali metal ion other than the lithium ion can be generated.
The alkali metal salt other than the lithium salt is preferably a strong acid salt, and more preferably a salt of an alkali metal other than a strong acid having a pKa of 1 or less, preferably 0 or less, and lithium.
Examples of the alkali metal salt other than lithium salt include hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate, tetrafluoroborate, perchlorate, trifluoromethanesulfonate, and other alkali metals other than lithium. Bis (trifluoromethanesulfonyl) imide salt is preferable, and hexafluorophosphate is more preferable because of low reactivity.
More preferably, potassium hexafluorophosphate, potassium hexafluoroarsenate, potassium tetrafluoroborate, potassium perchlorate, potassium trifluoromethanesulfonate, potassium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, hexafluorophosphate Examples thereof include sodium, rubidium perchlorate, and cesium perchlorate, and potassium hexafluorophosphate is particularly preferable.

ここで、酸のpKaは酸の水溶液の水素イオン濃度により測定(算出)することができる。   Here, the pKa of the acid can be measured (calculated) by the hydrogen ion concentration of the aqueous acid solution.

本発明は上記化合物に限定されない。すなわち、リチウム以外のアルカリ金属塩であれば使用可能である。なお、特開2000−340258号公報に記載のテトラフェニルホウ酸塩等の、特殊な作用を有するアニオンを有するアルカリ塩は除外する。   The present invention is not limited to the above compounds. That is, any alkali metal salt other than lithium can be used. In addition, alkali salts having an anion having a special action, such as tetraphenylborate described in JP 2000-340258 A, are excluded.

また、本発明の非水電解液組成物は、例えば、溶媒と、溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。   Moreover, the nonaqueous electrolytic solution composition of the present invention includes, for example, a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent.

(溶媒)
電解液組成物に用いる溶媒は、比誘電率が30以上の高誘電率溶媒であることが好ましい。これによりリチウムイオンの数を増加させることができるからである。電解液組成物における高誘電率溶媒の含有量は、15〜50質量%の範囲内とすることが好ましい。この範囲内とすることにより、より高い充放電効率が得られるからである。
(solvent)
The solvent used in the electrolytic solution composition is preferably a high dielectric constant solvent having a relative dielectric constant of 30 or more. This is because the number of lithium ions can be increased. The content of the high dielectric constant solvent in the electrolytic solution composition is preferably in the range of 15 to 50% by mass. It is because higher charging / discharging efficiency is obtained by setting it within this range.

高誘電率溶媒としては、例えば、ビニレンカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートおよびビニルエチレンカーボネートなどの炭素−炭素多重結合を有する炭酸エステル、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどのラクトン、N−メチル−2−ピロリドンなどのラクタム、N−メチル−2−オキサゾリジノンなどの環式カルバミン酸エステル、並びにテトラメチレンスルホンなどのスルホン化合物が挙げられる。
中でも炭素−炭素多重結合を有する炭酸エステルが好ましく、エチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の炭素−炭素二重結合を有する炭酸エステルがより好ましい。
電解液組成物における炭素−炭素多重結合を有する炭酸エステルの含有量は、0.1質量%以上2質量%以下の範囲内とすることが好ましい。また、上記高誘電率溶媒は、1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
Examples of the high dielectric constant solvent include carbonates having carbon-carbon multiple bonds such as vinylene carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and vinyl ethylene carbonate, lactones such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone, N- Examples include lactams such as methyl-2-pyrrolidone, cyclic carbamates such as N-methyl-2-oxazolidinone, and sulfone compounds such as tetramethylene sulfone.
Among these, a carbonic acid ester having a carbon-carbon multiple bond is preferable, and a carbonic acid ester having a carbon-carbon double bond such as ethylene carbonate and vinylene carbonate is more preferable.
The content of the carbonic acid ester having a carbon-carbon multiple bond in the electrolytic solution composition is preferably in the range of 0.1% by mass to 2% by mass. Moreover, the said high dielectric constant solvent may be used individually by 1 type, and may mix and use multiple types.

電解液組成物に用いる溶媒は、上記高誘電率溶媒に、粘度が1mPa・s以下の低粘度溶媒を混合して用いることが好ましい。これにより高いイオン伝導性を得ることができるからである。高誘電率溶媒に対する低粘度溶媒の比率(質量比)は、高誘電率溶媒:低粘度溶媒=2:8〜5:5の範囲内とすることが好ましい。この範囲内とすることでより高い効果が得られるからである。
低粘度溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートおよびメチルプロピルカーボネートなどの鎖状炭酸エステル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルおよびトリメチル酢酸エチルなどの鎖状カルボン酸エステル、N,N−ジメチルアセトアミドなどの鎖状アミド、N,N−ジエチルカルバミン酸メチルおよびN,N−ジエチルカルバミン酸エチルなどの鎖状カルバミン酸エステル、ならびに1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピランおよび1,3−ジオキソランなどのエーテルが挙げられ、好ましくはエチルメチルカーボネートである。これらの低粘度溶媒は1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
The solvent used in the electrolytic solution composition is preferably used by mixing a low-viscosity solvent having a viscosity of 1 mPa · s or less with the above-mentioned high dielectric constant solvent. This is because high ion conductivity can be obtained. The ratio (mass ratio) of the low-viscosity solvent to the high-dielectric-constant solvent is preferably in the range of high-dielectric-constant solvent: low-viscosity solvent = 2: 8 to 5: 5. It is because a higher effect can be obtained by setting it within this range.
Examples of the low viscosity solvent include chain carbonate esters such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and methyl propyl carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, and trimethyl. Chain carboxylic acid esters such as methyl acetate and ethyl trimethylacetate, chain amides such as N, N-dimethylacetamide, chain carbamic acid esters such as methyl N, N-diethylcarbamate and ethyl N, N-diethylcarbamate And ethers such as 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, and 1,3-dioxolane, and preferably ethyl methyl carbonate. These low-viscosity solvents may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明の非水電解液組成物は、ハロゲン化炭酸エステルを含んでいてもよい。
負極22に良好な被膜を形成することができ、電解液の分解反応を抑制することができるからである。電解液組成物中に上記クロロエチレンカーボネート類を含むことにより、良好な充放電サイクル特性を維持したまま、高温環境下の膨張を減少することができる。クロロエチレンカーボネート類は充電により分解し、電解液中のリチウムイオンと反応して塩化リチウムの皮膜を負極表面に形成する。この皮膜によって電解液中の溶媒の分解が抑制されるため、ガスの発生が抑制される。その結果、電池の膨張が低減されると考えられる。
Moreover, the non-aqueous electrolyte composition of the present invention may contain a halogenated carbonate.
This is because a good film can be formed on the negative electrode 22 and the decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed. By containing the chloroethylene carbonates in the electrolytic solution composition, expansion under a high temperature environment can be reduced while maintaining good charge / discharge cycle characteristics. Chloroethylene carbonate is decomposed by charging and reacts with lithium ions in the electrolytic solution to form a lithium chloride film on the negative electrode surface. Since this film suppresses decomposition of the solvent in the electrolytic solution, generation of gas is suppressed. As a result, it is considered that the expansion of the battery is reduced.

ハロゲン化炭酸エステルとしては、例えば、下式(1)に示す4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(フルオロエチレンカーボネート)などのフッ素化炭酸エチレン、4−メチル−5−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンおよび4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンなどの二フッ化炭酸エチレン、下式(2)に示すトリフルオロプロピレンカーボネート、4−トリフルオロメチル−1,3−ジオキソラン2−オンおよびトリフルオロメチレン炭酸エチレンなどの三フッ化炭酸エチレン、並びに下式(3)にしめす4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(クロロエチレンカーボネート)などの塩素化炭酸エチレンが挙げられる。電解液組成物におけるハロゲン化炭酸エステルの含有量は、0.1質量%以上2質量%以下の範囲内とすることが好ましい。また、ハロゲン化炭酸エステルは1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。   Examples of halogenated carbonates include fluorinated ethylene carbonates such as 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (fluoroethylene carbonate) represented by the following formula (1), 4-methyl-5-fluoro-1 , 3-dioxolan-2-one and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, etc., trifluoropropylene carbonate represented by the following formula (2), 4-trifluoromethyl- 1,3-dioxolan-2-one and trifluoromethylene carbonate such as ethylene trifluoromethylene carbonate, and 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one (chloroethylene carbonate) represented by the following formula (3) A chlorinated ethylene carbonate is mentioned. The content of the halogenated carbonate in the electrolytic solution composition is preferably in the range of 0.1% by mass to 2% by mass. In addition, the halogenated carbonate may be used alone or in combination of two or more.

Figure 2009054354
Figure 2009054354

電解液組成物中におけるハロゲン化炭酸エステルの含有量は、溶媒基準で好ましくは0.1質量%以上5質量%未満であり、より好ましくは0.2〜3質量%である。0.2質量%以上であれば十分な皮膜が形成が可能であるため好ましい。また5質量%以上添加すると特にラミネート型電池において膨張が低減されにくくなる。   The content of the halogenated carbonate in the electrolytic solution composition is preferably 0.1% by mass or more and less than 5% by mass, more preferably 0.2 to 3% by mass, based on the solvent. The amount of 0.2% by mass or more is preferable because a sufficient film can be formed. Moreover, when 5 mass% or more is added, it becomes difficult to reduce expansion particularly in a laminate type battery.

(電解質塩)
電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF)、六フッ化アンチモン酸リチウム(LiSbF)、過塩素酸リチウム(LiClO)および四塩化アルミニウム酸リチウム(LiAlCl)などの無機リチウム塩、並びにトリフルオロメタンスルホン酸リチウム(CFSOLi)、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホン)イミド[(CFSONLi]、リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホン)イミド[(CSONLi]およびリチウムトリス(トリフルオロメタンスルホン)メチド[(CFSOCLi]などのパーフルオロアルカンスルホン酸誘導体のリチウム塩が挙げられる。電解質塩は1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
(Electrolyte salt)
As the electrolyte salt, e.g., lithium hexafluorophosphate (LiPF 6), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6), lithium hexafluoro antimonate (LiSbF 6) , Inorganic lithium salts such as lithium perchlorate (LiClO 4 ) and lithium tetrachloroaluminate (LiAlCl 4 ), and lithium trifluoromethanesulfonate (CF 3 SO 3 Li), lithium bis (trifluoromethanesulfone) imide [(CF 3 SO 2 ) 2 NLi], lithium bis (pentafluoroethanesulfone) imide [(C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi] and lithium tris (trifluoromethanesulfone) methide [(CF 3 SO 2 ) 3 CLi] Of perfluoroalkanesulfonic acid derivatives Lithium salts. One electrolyte salt may be used alone, or a plurality of electrolyte salts may be mixed and used.

(高分子化合物)
本発明の電池は、電解液により膨潤して電解液を保持する保持体となる高分子化合物を含むことにより、ゲル状としてもよい。電解液組成物により膨潤する高分子化合物を含むことにより高いイオン伝導率を得ることができ、優れた充放電効率が得られると共に、電池の漏液を防止することができるからである。電解液組成物に高分子化合物を添加して用いる場合、電解液組成物における高分子化合物の含有量は、0.1質量%以上2質量%以下の範囲内とすることが好ましい。また、セパレータの両面にポリフッ化ビニリデン等の高分子化合物を塗布して用いる場合は、電解液組成物と高分子化合物の質量比を50:1〜10:1の範囲内とすることが好ましい。この範囲内とすることにより、より高い充放電効率が得られるからである。
(Polymer compound)
The battery of the present invention may be in the form of a gel by containing a polymer compound that swells with the electrolyte and serves as a holding body that holds the electrolyte. This is because by including a polymer compound that swells with the electrolytic solution composition, high ionic conductivity can be obtained, excellent charge / discharge efficiency can be obtained, and battery leakage can be prevented. When a polymer compound is added to the electrolytic solution composition, the content of the polymeric compound in the electrolytic solution composition is preferably in the range of 0.1% by mass to 2% by mass. When a polymer compound such as polyvinylidene fluoride is applied on both sides of the separator, the mass ratio of the electrolyte composition to the polymer compound is preferably in the range of 50: 1 to 10: 1. It is because higher charging / discharging efficiency is obtained by setting it within this range.

前記高分子化合物としては、例えば、下式(4)に示すポリビニルホルマール、ポリエチレンオキサイド並びにポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、下式(5)に示すポリメタクリレートなどのエステル系高分子化合物、アクリレート系高分子化合物、および下式(6)に示すポリフッ化ビニリデン、並びにフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ化ビニリデンの重合体が挙げられる。高分子化合物は1種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。特に、高温保存時の膨潤防止効果の観点からは、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系高分子化合物を用いることが望ましい。   Examples of the polymer compound include ether-based polymer compounds such as polyvinyl formal represented by the following formula (4), polyethylene oxide and a crosslinked product containing polyethylene oxide, and ester-based polymers such as polymethacrylate represented by the following formula (5). Polymers of vinylidene fluoride such as molecular compounds, acrylate-based polymer compounds, polyvinylidene fluoride represented by the following formula (6), and copolymers of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene are mentioned. A high molecular compound may be used individually by 1 type, and multiple types may be mixed and used for it. In particular, it is desirable to use a fluorine-based polymer compound such as polyvinylidene fluoride from the viewpoint of the effect of preventing swelling during high temperature storage.

Figure 2009054354
Figure 2009054354

前記式(4)〜(6)において、s、t、uはそれぞれ100〜10000の整数であり、RはC2x+1(xは1〜8の整数、yは0〜4の整数、yはx-1以下)で示される。 In the above formulas (4) to (6), s, t, and u are each an integer of 100 to 10000, R is C x H 2x + 1 O y (x is an integer of 1 to 8, y is 0 to 4) And y is x-1 or less).

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

正極は、例えば次の方法で作製できる。まず、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とする。続いて、この正極合剤スラリーを正極集電体23Aに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層23Bを形成し、正極23を作製する。この際、正極活物質層23Bの厚さは40μm以上となるようにする。   The positive electrode can be produced, for example, by the following method. First, 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 positive electrode mixture. A slurry is obtained. Subsequently, the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 23A and the solvent is dried. Then, the positive electrode active material layer 23B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the positive electrode 23 is manufactured. At this time, the thickness of the positive electrode active material layer 23B is set to 40 μm or more.

また、負極は、例えば次の方法で作製できる。まず、構成元素としてケイ素およびスズのうちの少なくとも一方を含む負極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して負極合剤を調製したのち、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーとする。次いで、この負極合剤スラリーを負極集電体24Aに塗布し乾燥させ、圧縮成型することにより、上述した負極活物質よりなる負極活物質粒子を含有する負極活物質層24Bを形成し、負極24を得る。この際、負極活物質層24Bの厚さは40μm以上となるようにする。   Moreover, a negative electrode can be produced by the following method, for example. First, after preparing a negative electrode mixture by mixing a negative electrode active material containing at least one of silicon and tin as constituent elements, a conductive agent, and a binder, the negative electrode mixture was mixed with N-methyl-2. -Disperse in a solvent such as pyrrolidone to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 24A, dried, and compression-molded to form a negative electrode active material layer 24B containing negative electrode active material particles made of the negative electrode active material described above. Get. At this time, the thickness of the negative electrode active material layer 24B is set to 40 μm or more.

つぎに、正極23および負極24のそれぞれに、電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層26を形成する。次いで、正極集電体23Aに正極リード21を取り付けると共に、負極集電体24Aに負極リード22を取り付ける。続いて、電解質層26が形成された正極23と負極24とをセパレータ25を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ27を接着して巻回電極体20を形成する。そののち、例えば、外装部材30の間に巻回電極体20を挟み込み、外装部材30の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード21および負極リード22と外装部材30との間には密着フィルム31を挿入する。これにより、図1、2に示した二次電池が完成する。   Next, a precursor solution containing an electrolytic solution, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 23 and the negative electrode 24, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 26. Next, the positive electrode lead 21 is attached to the positive electrode current collector 23A, and the negative electrode lead 22 is attached to the negative electrode current collector 24A. Subsequently, the positive electrode 23 and the negative electrode 24 on which the electrolyte layer 26 is formed are laminated through a separator 25 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and the protective tape 27 is attached to the outermost peripheral portion. The wound electrode body 20 is formed by bonding. After that, for example, the wound electrode body 20 is sandwiched between the exterior members 30, and the outer edge portions of the exterior members 30 are in close contact with each other by thermal fusion or the like and sealed. At that time, an adhesion film 31 is inserted between the positive electrode lead 21 and the negative electrode lead 22 and the exterior member 30. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 1 and 2 is completed.

また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極23および負極24を作製し、正極23および負極24に正極リード21および負極リード22を取り付けたのち、正極23と負極24とをセパレータ25を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ27を接着して、巻回電極体20の前駆体である巻回体を形成する。次いで、この巻回体を外装部材30に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材30の内部に収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、必要に応じて重合開始剤あるいは重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材30の内部に注入したのち、外装部材30の開口部を熱融着して密封する。そののち、必要に応じて熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層26を形成し、図1、2に示した二次電池を組み立てる。   Further, this secondary battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 23 and the negative electrode 24 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 21 and the negative electrode lead 22 are attached to the positive electrode 23 and the negative electrode 24, the positive electrode 23 and the negative electrode 24 are stacked and wound via the separator 25. Rotate and adhere the protective tape 27 to the outermost periphery to form a wound body that is a precursor of the wound electrode body 20. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 30, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape, and is stored inside the exterior member 30. Subsequently, an electrolyte composition containing an electrolytic solution, a monomer that is a raw material of the polymer compound, and other materials such as a polymerization initiator or a polymerization inhibitor as necessary is prepared, and the interior of the exterior member 30 is prepared. After the injection, the opening of the exterior member 30 is heat-sealed and sealed. After that, if necessary, heat is applied to polymerize the monomer to form a polymer compound, thereby forming the gel electrolyte layer 26 and assembling the secondary battery shown in FIGS.

この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極23からリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極24に吸蔵される。一方、放電を行うと、例えば、負極24からリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極24に吸蔵される。   In the secondary battery, when charged, for example, lithium ions are extracted from the positive electrode 23 and inserted in the negative electrode 24 through the electrolytic solution. On the other hand, when discharging is performed, for example, lithium ions are extracted from the negative electrode 24 and inserted into the positive electrode 24 through the electrolytic solution.

以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態およびでは、電解質として電解液を用いる場合について説明し、更に、電解液を高分子化合物に保持させたゲル状電解質を用いる場合についても説明したが、他の電解質を用いるようにしてもよい。他の電解質としては、例えば、イオン伝導性セラミックス、イオン伝導性ガラスあるいはイオン性結晶などのイオン伝導性無機化合物と電解液とを混合したもの、または他の無機化合物と電解液とを混合したもの、またはこれらの無機化合物とゲル状電解質とを混合したものが挙げられる。   Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above embodiment and the case where an electrolytic solution is used as the electrolyte, and the case where a gel electrolyte in which the electrolytic solution is held in a polymer compound is also described, other electrolytes are used. It may be. Other electrolytes include, for example, a mixture of an ion conductive inorganic compound such as ion conductive ceramics, ion conductive glass or ionic crystal and an electrolyte, or a mixture of another inorganic compound and an electrolyte. Or a mixture of these inorganic compounds and a gel electrolyte.

また、上記実施の形態では、電極反応物質としてリチウムを用いる電池について説明したが、ナトリウム(Na)あるいはカリウム(K)などの他のアルカリ金属、またはマグネシウムあるいはカルシウム(Ca)などのアルカリ土類金属、またはアルミニウムなどの他の軽金属を用いる場合についても、本発明を適用することができる。
即ち、この様な電池においても、主たる金属イオン、即ち非水電解液組成物に電極反応物質のイオンとして、最も大きな濃度で含まれている金属イオンよりも、大きな金属イオンを、電解液組成物に含有させる。
In the above embodiment, a battery using lithium as an electrode reactant has been described. However, another alkali metal such as sodium (Na) or potassium (K), or an alkaline earth metal such as magnesium or calcium (Ca). The present invention can also be applied to the case of using other light metals such as aluminum.
That is, even in such a battery, the main metal ion, that is, a metal ion larger than the metal ion contained in the highest concentration as the electrode reactant in the non-aqueous electrolyte composition, To contain.

更に、上記実施の形態では、負極の容量が、リチウムの吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池、あるいは、負極活物質にリチウム金属を用い、負極の容量が、リチウムの析出および溶解による容量成分により表されるいわゆるリチウム金属二次電池について説明したが、本発明は、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の充電容量を正極の充電容量よりも小さくすることにより、負極の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、かつその和により表されるようにした二次電池についても同様に適用することができる。   Further, in the above embodiment, the capacity of the negative electrode is a so-called lithium ion secondary battery represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium, or lithium metal is used for the negative electrode active material, and the capacity of the negative electrode is Although a so-called lithium metal secondary battery represented by a capacity component due to precipitation and dissolution has been described, the present invention makes the charge capacity of the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium smaller than the charge capacity of the positive electrode. Thus, the present invention can be similarly applied to a secondary battery in which the capacity of the negative electrode includes a capacity component due to insertion and extraction of lithium and a capacity component due to precipitation and dissolution of lithium, and is expressed by the sum thereof. .

更にまた、上記実施の形態では、ラミネート型の二次電池を具体的に挙げて説明したが、本発明は上記形状に限定されない事は言うまでもない。すなわち、筒型電池、角型電池、等にも適用可能である。また、本発明は、二次電池に限らず、一次電池などの他の電池についても同様に適用することができる。   Furthermore, in the above embodiment, the laminate type secondary battery has been specifically described, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above shape. That is, the present invention can be applied to a cylindrical battery, a square battery, and the like. Further, the present invention is not limited to the secondary battery, and can be similarly applied to other batteries such as a primary battery.

<実施例1>
まず、正極活物質としてリチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO)を94重量部と、導電材としてグラファイトを3重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を3重量部とを均質に混合してN−メチルピロリドンを添加し正極合剤塗液を得た。次に、得られた正極合剤塗液を、厚み20μmのアルミニウム箔上の両面に均一に塗布、乾燥して片面当たり20mg/cmの正極合剤層を形成した。これを幅50mm、長さ300mmの形状に切断して正極を作製した。
次に、負極活物質として黒鉛97重量部、結着剤としてPVdFを3重量部とを均質に混合してN−メチルピロリドンを添加し負極合剤塗液を得た。次に、得られた負極合剤塗液を、負極集電体となる厚み15μmの銅箔上の両面に均一に塗布、乾燥して片面当たり10mg/cmの負極合剤層を形成した。これを幅50mm、長さ300mmの形状に切断して負極を作製した。
電解液はエチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート/六フッ化リン酸リチウム/六フッ化リン酸カリウム=34/51/13.4/1.6の割合(重量比)で混合して作製した。
この正極と負極を、厚さ9μmの微多孔性ポリエチレンフィルムからなるセパレータを介して積層して巻き取り、アルミニウムラミネートフィルムからなる袋に入れる。この袋に電解液を2g注液後、袋を熱融着してラミネート型電池を作製する。この電池の容量は700mAhである。
この電池を23℃環境下350mAで4.2Vを上限として3時間充電した後、140mAで3Vを下限として定電流放電した時の放電量の充電量に対する割合を初回充放電効率(%)として表1に示した。また23℃環境下700mAで4.2Vを上限として3時間充電した後、700mAで3Vを下限として定電流放電することを300サイクル繰り返した時の放電容量維持率(%)を測定し、表1に示した。
<Example 1>
First, 94 parts by weight of lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3 parts by weight of graphite as a conductive material, and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder are homogeneous. After mixing, N-methylpyrrolidone was added to obtain a positive electrode mixture coating solution. Next, the obtained positive electrode mixture coating liquid was uniformly applied on both surfaces of a 20 μm thick aluminum foil and dried to form a positive electrode mixture layer of 20 mg / cm 2 per side. This was cut into a shape having a width of 50 mm and a length of 300 mm to produce a positive electrode.
Next, 97 parts by weight of graphite as a negative electrode active material and 3 parts by weight of PVdF as a binder were homogeneously mixed, and N-methylpyrrolidone was added to obtain a negative electrode mixture coating solution. Next, the obtained negative electrode mixture coating solution was uniformly applied on both sides of a 15 μm thick copper foil serving as a negative electrode current collector and dried to form a negative electrode mixture layer of 10 mg / cm 2 per side. This was cut into a shape having a width of 50 mm and a length of 300 mm to produce a negative electrode.
The electrolyte was prepared by mixing at a ratio (weight ratio) of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate / lithium hexafluorophosphate / potassium hexafluorophosphate = 34/51 / 13.4 / 1.6.
This positive electrode and negative electrode are laminated and wound through a separator made of a microporous polyethylene film having a thickness of 9 μm, and put into a bag made of an aluminum laminate film. After injecting 2 g of the electrolyte into the bag, the bag is heat-sealed to produce a laminated battery. The capacity of this battery is 700 mAh.
After charging this battery for 3 hours at 350 mA in a 23 ° C. environment with 4.2 V as the upper limit, the ratio of the discharge amount to the charge amount when constant current discharging was performed with 140 mA at 3 V as the lower limit was expressed as initial charge / discharge efficiency (%). It was shown in 1. In addition, after charging for 3 hours at 700 mA at 23 mA in a 23 ° C. environment for 3 hours and then discharging at a constant current of 700 mA at 3 V as a lower limit, the discharge capacity retention rate (%) was measured for 300 cycles. It was shown to.

<実施例2〜4>
六フッ化リン酸カリウムの濃度を表1に記載の濃度に変更した以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Examples 2 to 4>
A laminated battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the concentration of potassium hexafluorophosphate was changed to the concentration shown in Table 1, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例5>
フルオロエチレンカーボネートを1%添加し、その分エチレンカーボネートを減量した以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 5>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1% of fluoroethylene carbonate was added and the amount of ethylene carbonate was reduced by that amount, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例6>
フルオロエチレンカーボネートをクロロエチレンカーボネートに変更した以外は実施例5と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 6>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 5 except that the fluoroethylene carbonate was changed to chloroethylene carbonate, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例7>
ビニレンカーボネートを1%添加し、その分エチレンカーボネートを減量した以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 7>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1% of vinylene carbonate was added and the amount of ethylene carbonate was reduced by that amount, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例8>
ビニレンカーボネートをビニルエチレンカーボネートに変更した以外は実施例7と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 8>
A laminated battery was prepared in the same manner as in Example 7 except that vinylene carbonate was changed to vinyl ethylene carbonate, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例9−13>
アルカリ金属塩を表1に記載のカリウム塩とした以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 9-13>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alkali metal salt was changed to the potassium salt shown in Table 1, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例14−16>
アルカリ金属塩を表1に記載の塩とした以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 14-16>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alkali metal salt was changed to the salt shown in Table 1, and the physical properties of the battery were evaluated.

<比較例1>
アルカリ塩を混合しなかった以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Comparative Example 1>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alkali salt was not mixed, and the physical properties of the battery were evaluated.

<比較例2>
六フッ化リン酸カリウムの添加量を0.3mol/kgに変更した以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Comparative example 2>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of potassium hexafluorophosphate added was changed to 0.3 mol / kg, and the physical properties of the battery were evaluated.

<比較例3>
六フッ化リン酸カリウム塩を表1に記載の炭酸カリウム塩とした以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Comparative Example 3>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the potassium hexafluorophosphate salt was changed to the potassium carbonate salt shown in Table 1, and the physical properties of the battery were evaluated.

Figure 2009054354
Figure 2009054354

FEC: フルオロエチレンカーボネート
CEC: クロロエチレンカーボネート
VC: ビニレンカーボネート
VEC: ビニルエチレンカーボネート
FEC: Fluoroethylene carbonate
CEC: Chloroethylene carbonate
VC: Vinylene carbonate
VEC: Vinyl ethylene carbonate

表1に示したように、電解液中にアルカリ金属塩を添加した実施例1〜16は、初回充放電効率及び300サイクル後の放電容量維持率は比較例1より向上した。
実施例1〜4及び比較例2の結果から、リチウム塩以外のアルカリ金属塩の添加量が0.01〜0.2mol/Kgであることが好ましいと言える。
フルオロエチレンカーボネートを添加した実施例5及びクロロエチレンカーボネートを添加した実施例6は初回充電効率が向上し、かつサイクル特性が大きく向上した。
また、ビニレンカーボネートを添加した実施例5及びクロロエチレンカーボネートを添加した実施例8は実施例1に比べ初回充電効率が向上し、かつサイクル特性が大きく向上した。
比較例3に用いた炭酸リチウムは溶解せず、電解液中に金属イオンを含有させることができないことが分かる。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 16 in which an alkali metal salt was added to the electrolytic solution, the initial charge / discharge efficiency and the discharge capacity retention rate after 300 cycles were improved as compared with Comparative Example 1.
From the results of Examples 1 to 4 and Comparative Example 2, it can be said that the addition amount of the alkali metal salt other than the lithium salt is preferably 0.01 to 0.2 mol / Kg.
In Example 5 to which fluoroethylene carbonate was added and Example 6 to which chloroethylene carbonate was added, the initial charge efficiency was improved and the cycle characteristics were greatly improved.
In addition, Example 5 to which vinylene carbonate was added and Example 8 to which chloroethylene carbonate was added improved the initial charge efficiency and greatly improved the cycle characteristics as compared to Example 1.
It turns out that the lithium carbonate used for the comparative example 3 does not melt | dissolve and a metal ion cannot be contained in electrolyte solution.

<実施例17>
セパレータの厚さを7μmとし、その両面にポリフッ化ビニリデンを2μmずつ塗布したセパレータを使用した以外は実施例1と同様にラミネート型電池を作製した。この電池を23℃環境下350mAで4.2Vを上限として3時間充電した後、140mAで3Vを下限として定電流放電した時の放電量の充電量に対する割合を初回充放電効率(%)として表2に示した。また23℃環境下700mAで4.2Vを上限として3時間充電した後、700mAで3Vを下限として定電流放電することを300サイクル繰り返した時の放電容量維持率(%)を測定し、表2に示した。
<Example 17>
A laminate type battery was produced in the same manner as in Example 1 except that a separator having a thickness of 7 μm and a separator coated with 2 μm of polyvinylidene fluoride on both sides was used. After charging this battery for 3 hours at 350 mA in a 23 ° C. environment with 4.2 V as the upper limit, the ratio of the discharge amount to the charge amount when constant current discharging was performed with 140 mA at 3 V as the lower limit was expressed as initial charge / discharge efficiency (%). It was shown in 2. In addition, after charging for 3 hours at 700 mA at 23 mA in an environment of 23 ° C. for 3 hours and then discharging at a constant current of 700 mA at 3 V as a lower limit, the discharge capacity retention rate (%) was measured for 300 cycles. It was shown to.

<実施例18〜20>
六フッ化リン酸カリウムの濃度を表2に記載の濃度に変更した以外は実施例17と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Examples 18 to 20>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 17 except that the concentration of potassium hexafluorophosphate was changed to the concentration shown in Table 2, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例21>
フルオロエチレンカーボネートを1%添加し、その分エチレンカーボネートを減量した以外は実施例17と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 21>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 17 except that 1% of fluoroethylene carbonate was added and the amount of ethylene carbonate was reduced by that amount, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例22>
フルオロエチレンカーボネートをクロロエチレンカーボネートに変更した以外は実施例21と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 22>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 21 except that the fluoroethylene carbonate was changed to chloroethylene carbonate, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例23>
ビニレンカーボネートを1%添加し、その分エチレンカーボネートを減量した以外は実施例17と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 23>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 17 except that 1% of vinylene carbonate was added and the amount of ethylene carbonate was reduced by that amount, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例24>
ビニレンカーボネートをビニルエチレンカーボネートに変更した以外は実施例23と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Example 24>
A laminated battery was prepared in the same manner as in Example 23 except that vinylene carbonate was changed to vinyl ethylene carbonate, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例25−29>
アルカリ金属塩を表2に記載のカリウム塩に変更した以外は実施例17と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Examples 25-29>
A laminated battery was prepared in the same manner as in Example 17 except that the alkali metal salt was changed to the potassium salt described in Table 2, and the physical properties of the battery were evaluated.

<実施例30−32>
アルカリ塩を表2に記載のものに変更した以外は実施例17と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Examples 30-32>
A laminated battery was prepared in the same manner as in Example 17 except that the alkali salt was changed to that shown in Table 2, and the physical properties of the battery were evaluated.

<比較例4>
アルカリ塩を混合しなかった以外は実施例17と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Comparative example 4>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 17 except that the alkali salt was not mixed, and the physical properties of the battery were evaluated.

<比較例5>
六フッ化リン酸カリウムの添加量を0.3mol/kgに変更した以外は実施例17と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Comparative Example 5>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 17 except that the amount of potassium hexafluorophosphate added was changed to 0.3 mol / kg, and the physical properties of the battery were evaluated.

<比較例6>
六フッ化リン酸カリウム塩を表1に記載の炭酸カリウム塩とした以外は実施例17と同様にラミネート型電池を作製し、電池の物性を評価した。
<Comparative Example 6>
A laminate type battery was prepared in the same manner as in Example 17 except that potassium hexafluorophosphate was changed to the potassium carbonate salt shown in Table 1, and the physical properties of the battery were evaluated.

Figure 2009054354
Figure 2009054354

FEC: フルオロエチレンカーボネート
CEC: クロロエチレンカーボネート
VC: ビニレンカーボネート
VEC: ビニルエチレンカーボネート
FEC: Fluoroethylene carbonate
CEC: Chloroethylene carbonate
VC: Vinylene carbonate
VEC: Vinyl ethylene carbonate

表2に示したように、セパレータの両面に高分子化合物(ポリフッ化ビニリデン)を用いた実施例17は高分子化合物(ポリフッ化ビニリデン)を用いない実施例1と同等の初回充放電効率及び300サイクル後の放電容量維持率を示した。
また、電解液中にアルカリ金属塩を添加した実施例17〜32は、初回充放電効率及び300サイクル後の放電容量維持率は比較例4よりも向上した。
実施例17〜20及び比較例5の結果から、リチウム塩以外のアルカリ金属塩の添加量が0.01〜0.2mol/Kgであることが好ましいと言える。
フルオロエチレンカーボネートを添加した実施例21及びクロロエチレンカーボネートを添加した実施例22は初回充電効率が向上し、かつサイクル特性が大きく向上した。
また、ビニレンカーボネートを添加した実施例23及びクロロエチレンカーボネートを添加した実施例24は実施例17に比べ初回充電効率が向上し、かつサイクル特性が大きく向上した。
比較例6に用いた炭酸リチウムは溶解せず、電解液中に金属イオンを含有させることができないことが分かる。
As shown in Table 2, Example 17 using a polymer compound (polyvinylidene fluoride) on both sides of the separator had an initial charge and discharge efficiency equivalent to that of Example 1 without using a polymer compound (polyvinylidene fluoride) and 300. The discharge capacity retention rate after cycling was shown.
Moreover, Examples 17-32 which added the alkali metal salt in electrolyte solution improved the first time charging / discharging efficiency and the discharge capacity maintenance factor after 300 cycles from the comparative example 4. FIG.
From the results of Examples 17 to 20 and Comparative Example 5, it can be said that the addition amount of the alkali metal salt other than the lithium salt is preferably 0.01 to 0.2 mol / Kg.
In Example 21 to which fluoroethylene carbonate was added and Example 22 to which chloroethylene carbonate was added, the initial charge efficiency was improved and the cycle characteristics were greatly improved.
In addition, Example 23 to which vinylene carbonate was added and Example 24 to which chloroethylene carbonate was added improved the initial charge efficiency and greatly improved cycle characteristics compared to Example 17.
It turns out that the lithium carbonate used for the comparative example 6 does not melt | dissolve and a metal ion cannot be contained in electrolyte solution.

<電池厚み変化>
実施例17と比較例4の電池を23℃環境下700mAで4.2Vを上限として3時間充電した後、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を表3に示す。
<Battery thickness change>
Table 3 shows changes in battery thickness when the batteries of Example 17 and Comparative Example 4 were charged at 700 mA at 23 ° C. and 4.2 V as the upper limit for 3 hours and then stored at 90 ° C. for 4 hours.

Figure 2009054354
Figure 2009054354

表3から明らかなように、電解液に六フッ化リン酸カリウムを添加する事により、高温保存時の膨れを抑制する事ができる。   As is apparent from Table 3, blistering during high temperature storage can be suppressed by adding potassium hexafluorophosphate to the electrolytic solution.

以上、実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々変形が可能であることは言うまでもない。   While the present invention has been described with reference to the embodiments, it is needless to say that the present invention is not limited to the above embodiments and can be variously modified.

本発明の一実施の形態に係る非水電解液二次電池の構成を表す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view showing the structure of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on one embodiment of this invention. 図1に示した巻回電極体のI−I線に沿った構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure along the II line of the winding electrode body shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

20…巻回電極体、23…正極、23A…正極集電体、23B…正極活物質層、24…負極、24A…負極集電体、24B…負極活物質層、25…セパレータ、21…正極リード、22…負極リード、26…電解質層、27…保護テープ、30…外装部材、31…密着フィルム。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Winding electrode body, 23 ... Positive electrode, 23A ... Positive electrode collector, 23B ... Positive electrode active material layer, 24 ... Negative electrode, 24A ... Negative electrode collector, 24B ... Negative electrode active material layer, 25 ... Separator, 21 ... Positive electrode Lead, 22 ... negative electrode lead, 26 ... electrolyte layer, 27 ... protective tape, 30 ... exterior member, 31 ... adhesion film.

Claims (17)

最も高濃度で含まれている第1の金属イオンと、該第1の金属イオンよりもイオン半径の大きな第2の金属イオンとを含み、該第2の金属イオンは、0.01〜0.2mol/kg含有されていることを特徴とする非水電解液組成物。   The first metal ion contained in the highest concentration and the second metal ion having an ionic radius larger than that of the first metal ion, the second metal ion being 0.01-0. A non-aqueous electrolyte composition containing 2 mol / kg. 前記第1の金属イオンがリチウムイオンであることを特徴とする請求項1に記載の非水電解液組成物。   The non-aqueous electrolyte composition according to claim 1, wherein the first metal ion is a lithium ion. 前記第2の金属イオンがナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン及びセシウムイオンから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項2に記載の非水電解液組成物。   The non-aqueous electrolyte composition according to claim 2, wherein the second metal ion is at least one selected from sodium ions, potassium ions, rubidium ions, and cesium ions. 前記第2の金属イオンがナトリウムイオンまたはカリウムイオンから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項2に記載の非水電解液組成物。   The non-aqueous electrolyte composition according to claim 2, wherein the second metal ion is at least one selected from sodium ions or potassium ions. 前記第2の金属イオンが、前記第2の金属イオンの六フッ化リン酸塩、六フッ化ヒ酸塩、四フッ化ホウ酸塩、過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド塩の非水電解液組成物への添加により生じる金属イオンであることを特徴とする請求項2に記載の非水電解液組成物。   The second metal ion is a hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate, tetrafluoroborate, perchlorate, trifluoromethanesulfonate, bis (trifluoro) of the second metal ion. The non-aqueous electrolyte composition according to claim 2, wherein the non-aqueous electrolyte composition is a metal ion generated by addition of (romethanesulfonyl) imide salt to the non-aqueous electrolyte composition. ハロゲン化炭酸エステルをさらに含有することを特徴とする請求項2に記載の非水電解液組成物。   The non-aqueous electrolyte composition according to claim 2, further comprising a halogenated carbonate. 炭素−炭素多重結合を有する炭酸エステルをさらに含有することを特徴とする請求項2に記載の非水電解液組成物。   The non-aqueous electrolyte composition according to claim 2, further comprising a carbonic acid ester having a carbon-carbon multiple bond. 正極および負極と共に非水電解液を備えた非水電解液二次電池であって、
前記非水電解液は、電極反応物質である金属イオンと、該電極反応物質である金属イオンよりもイオン半径の大きな金属イオンから選ばれる少なくとも一種を0.01〜0.2mol/kgとを含むことを特徴とする非水電解液二次電池。
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode,
The non-aqueous electrolyte solution includes a metal ion that is an electrode reactant, and 0.01 to 0.2 mol / kg of at least one selected from metal ions having a larger ion radius than the metal ion that is the electrode reactant. A non-aqueous electrolyte secondary battery.
前記電極反応物質である金属イオンが、リチウムイオンであることを特徴とする請求項8記載の非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 8, wherein the metal ions as the electrode reactant are lithium ions. 前記電極反応物質である金属イオンよりもイオン半径の大きな金属イオンがナトリウムイオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン及びセシウムイオンから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項9に記載の非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolytic solution according to claim 9, wherein the metal ion having a larger ion radius than the metal ion that is the electrode reactant is at least one selected from sodium ion, potassium ion, rubidium ion, and cesium ion. Secondary battery. 前記電極反応物質である金属イオンよりもイオン半径の大きな金属イオンがナトリウムイオンまたはカリウムイオンから選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする請求項9に記載の非水電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9, wherein the metal ion having an ion radius larger than that of the metal ion that is the electrode reactant is at least one selected from sodium ions and potassium ions. 前記リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンが、前記リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンの六フッ化リン酸塩、六フッ化ヒ酸塩、四フッ化ホウ酸塩、過塩素酸塩、トリフルオロメタンスルホン酸塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド塩の非水電解液への添加により生じるアルカリ金属イオンであることを特徴とする請求項9に記載の非水電解液二次電池。   The alkali metal ion other than the lithium ion is a hexafluorophosphate, hexafluoroarsenate, tetrafluoroborate, perchlorate or trifluoromethanesulfonate of an alkali metal ion other than the lithium ion. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9, which is an alkali metal ion generated by adding bis (trifluoromethanesulfonyl) imide salt to the non-aqueous electrolyte. 前記非水電解液が、ハロゲン化炭酸エステルをさらに含有することを特徴とする請求項7に記載の非水電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 7, wherein the non-aqueous electrolyte further contains a halogenated carbonate. 前記非水電解液が、炭素−炭素多重結合を有する炭酸エステルをさらに含有することを特徴とする請求項9に記載の非水電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9, wherein the non-aqueous electrolyte further contains a carbonate having a carbon-carbon multiple bond. 前記電極体と非水電解液がラミネートフィルムからなる外装部材内に収容されてなることを特徴とする請求項9に記載の非水電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9, wherein the electrode body and the non-aqueous electrolyte are accommodated in an exterior member made of a laminate film. 前記非水電解液により膨潤する高分子化合物を含むことを特徴とする請求項9に記載の非水電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9, comprising a polymer compound that swells with the non-aqueous electrolyte. 前記高分子化合物がポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項16に記載の非水電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 16, wherein the polymer compound is polyvinylidene fluoride.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014060077A2 (en) * 2012-10-11 2014-04-24 Rockwood Lithium GmbH Additives for galvanic cells
CN104040034A (en) * 2012-02-07 2014-09-10 巴特尔纪念研究院 Methods and electrolytes for electrodeposition of smooth films

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104040034A (en) * 2012-02-07 2014-09-10 巴特尔纪念研究院 Methods and electrolytes for electrodeposition of smooth films
WO2014060077A2 (en) * 2012-10-11 2014-04-24 Rockwood Lithium GmbH Additives for galvanic cells
WO2014060077A3 (en) * 2012-10-11 2014-09-04 Rockwood Lithium GmbH Additives for galvanic cells
KR20150068466A (en) * 2012-10-11 2015-06-19 록우드 리튬 게엠베하 Additives for galvanic cells
JP2015534711A (en) * 2012-10-11 2015-12-03 ロックウッド リチウム ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングRockwood Lithium GmbH Additives for galvanic batteries
CN105144459A (en) * 2012-10-11 2015-12-09 罗克伍德锂有限责任公司 Additives for galvanic cells
RU2665552C2 (en) * 2012-10-11 2018-08-31 Роквуд Литиум Гмбх Additives for galvanic cells
KR102165700B1 (en) 2012-10-11 2020-10-14 알베마를 저머니 게엠베하 Additives for galvanic cells

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