JP2009252645A - Non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte composition - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte composition Download PDF

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明 市橋
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a non-aqueous electrolyte secondary battery capable of improving a battery property during high-temperature storage. <P>SOLUTION: The non-aqueous electrolyte second battery has positive and negative electrodes as well as a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte contains 1,1-carbonyldiimidazole. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、サイクル特性を改善し得る、非水電解質二次電池および非水電解質組成物に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte composition that can improve cycle characteristics.

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.

これらのリチウムイオン二次電池では、サイクル特性などの電池特性を向上させるために、電解液に種々の添加剤を添加することが提案されている。例えば、高温環境下における電池性能の劣化の原因として、電解質であるリチウム塩の分解により生じる酸が正極活物質を分解することが考えられているが、電解液に特定のピリジン化合物を添加することで、この酸をトラップし、高温サイクル特性の劣化を抑制する手法が開示されている。(例えば特許文献1)。
特開2002−93462号公報
In these lithium ion secondary batteries, it has been proposed to add various additives to the electrolytic solution in order to improve battery characteristics such as cycle characteristics. For example, it is considered that the acid generated by the decomposition of the lithium salt as an electrolyte decomposes the positive electrode active material as a cause of deterioration of the battery performance in a high temperature environment. However, a specific pyridine compound should be added to the electrolytic solution. Thus, a technique for trapping the acid and suppressing deterioration of the high-temperature cycle characteristics is disclosed. (For example, patent document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-93462

しかしながら、これらのピリジン化合物は耐酸化性が十分でないと考えられ、サイクル特性の改善効果が十分ではなかった。   However, these pyridine compounds are considered to have insufficient oxidation resistance, and the effect of improving cycle characteristics is not sufficient.

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、高温保存時の電池特性を改善し得る非水電解質二次電池を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery that can improve battery characteristics during high-temperature storage.

本発明では、電解質中に1,1−カルボニルジイミダゾールを含むことにより上記課題を解決できることを見出した。
すなわち本発明は下記の非水電解質二次電池および非水電解質組成物を提供する。
[1] 正極および負極と共に非水電解質を備えた非水電解質二次電池であって、
前記非水電解質が、1,1−カルボニルジイミダゾールを含有する非水電解質二次電池。
[2] 1,1−カルボニルジイミダゾールを含有する非水電解質組成物。
In the present invention, it has been found that the above problem can be solved by including 1,1-carbonyldiimidazole in the electrolyte.
That is, the present invention provides the following nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte composition.
[1] A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode,
The nonaqueous electrolyte secondary battery in which the nonaqueous electrolyte contains 1,1-carbonyldiimidazole.
[2] A nonaqueous electrolyte composition containing 1,1-carbonyldiimidazole.

本発明の二次電池によれば、電解質中に1,1−カルボニルジイミダゾールを含有することで、高温保存時のサイクル特性を向上できる。1,1−カルボニルジイミダゾールは他のイミダゾール化合物を含む窒素化合物と比較して耐酸化性に優れ、自身の分解によるサイクル劣化を引き起こしにくい特長を持つ。   According to the secondary battery of the present invention, the cycle characteristics during high-temperature storage can be improved by including 1,1-carbonyldiimidazole in the electrolyte. 1,1-carbonyldiimidazole is superior in oxidation resistance compared to nitrogen compounds containing other imidazole compounds, and has the advantage that it does not easily cause cycle deterioration due to its own decomposition.

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二次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 secondary 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 each directed from the inside of the exterior member 30 to the outside, for example, led out 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.

(正極)
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。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23B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 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 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 23B includes, for example, any one or a plurality 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、例えば以下のものが挙げられる。   Examples of the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium include the following.

(1)層状岩塩型(Mn系)
Li[LiMn(1−x−y−z)NiM1]O(2−a)
式中、M1はコバルト(Co)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。また、x、y、z、a、bは、それぞれ0<x≦0. 2、0. 1≦y≦0. 8、0≦z≦0. 5、−0. 1≦a≦0. 2、0≦b≦0.1の範囲内の値である。
(1) Layered rock salt type (Mn type)
Li [Li x Mn (1- x-y-z) Ni y M1 z] O (2-a) F b
In the formula, M1 is cobalt (Co), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), It represents at least one selected from the group consisting of zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). X, y, z, a, and b are 0 <x ≦ 0.2, 0.1 ≦ y ≦ 0.8, 0 ≦ z ≦ 0.5, and −0.1 ≦ a ≦ 0.2, respectively. , 0 ≦ b ≦ 0.1.

(2)層状岩塩型(Ni系)
LiNi(1−d)M2(2−e)
式中、M2はコバルト(Co)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。また、c、d、e、fはそれぞれ−0.1≦c≦0.1、0.005≦d≦0.5、−0.1≦e≦0.2、0≦f≦0.1の範囲内の値である。
(2) Layered rock salt type (Ni-based)
Li c Ni (1-d) M2 d O (2-e) F f
In the formula, M2 is cobalt (Co), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), Represents at least one selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). . C, d, e, and f are −0.1 ≦ c ≦ 0.1, 0.005 ≦ d ≦ 0.5, −0.1 ≦ e ≦ 0.2, and 0 ≦ f ≦ 0.1, respectively. It is a value within the range.

(3)層状岩塩型(Co系)
LiCo(1−d)M3(2−e)
式中、M3はニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。また、c、d、e、fはそれぞれ−0.1≦c≦0.1、0.005≦d≦0.5、−0.1≦e≦0.2、0≦f≦0.1の範囲内の値である。
(3) Layered rock salt type (Co type)
Li c Co (1-d) M3 d O (2-e) F f
In the formula, M3 is nickel (Ni), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), Represents at least one selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). . C, d, e, and f are −0.1 ≦ c ≦ 0.1, 0.005 ≦ d ≦ 0.5, −0.1 ≦ e ≦ 0.2, and 0 ≦ f ≦ 0.1, respectively. It is a value within the range.

(4)スピネル系
LiMn(2−t)M4
式中、M4はコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。また、s、t、u、vはそれぞれs≧0.9、0.005≦t≦0.6、3.7≦u≦4.1、0≦v≦0.1の範囲内の値である。
(4) spinel type Li s Mn (2-t) M4 t O u F v
In the formula, M4 is cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), Represents at least one selected from the group consisting of copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). . Further, s, t, u, v are values in the ranges of s ≧ 0.9, 0.005 ≦ t ≦ 0.6, 3.7 ≦ u ≦ 4.1, 0 ≦ v ≦ 0.1, respectively. is there.

(5)オリビン系
LiM5PO
式中、M5はコバルト(Co)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。
(5) olivine LiM5PO 4
In the formula, M5 is cobalt (Co), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), Of the group consisting of niobium (Nb), copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr) and tungsten (W) At least one species is represented.

本発明の非水電解質二次電池において、正極活物質層23B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。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the thickness per one side of the positive electrode active material layer 23B 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.

(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。なお、この二次電池では、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が、正極23の充電容量よりも大きくなっており、充電の途中において負極24にリチウム金属が析出しないようになっている。   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. In this secondary battery, the charge capacity of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is larger than the charge capacity of the positive electrode 23 so that lithium metal does not deposit on the negative electrode 24 during the charge. It has become.

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、黒鉛などの炭素材料が挙げられる。黒鉛としては天然黒鉛、黒鉛化炭素繊維、黒鉛化メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)等の人造黒鉛、などが挙げられる。
これら炭素材料はリチウムの吸蔵および放出に伴う結晶構造の変化が非常に小さく良好なサイクル特性を得られるとともに、高い充放電容量を得られるため好ましい。特に黒鉛は質量あたりの充放電容量が大きく、また充放電電位が卑なため、高いエネルギー密度を得られるので好ましい。また、難黒鉛化性炭素は充放電の速度を高くすることができるので好ましい。なかでも黒鉛化MCMBは黒鉛由来の高容量、高エネルギー密度に加え、点配向によりリチウムの吸蔵および放出性に優れるため好ましい。
Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include carbon materials such as non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, and graphite. Examples of the graphite include natural graphite, graphitized carbon fiber, and artificial graphite such as graphitized mesocarbon microbeads (MCMB).
These carbon materials are preferable because the change in the crystal structure associated with insertion and extraction of lithium is very small and good cycle characteristics can be obtained and a high charge / discharge capacity can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a large charge / discharge capacity per mass and a low charge / discharge potential, so that high energy density can be obtained. Further, non-graphitizable carbon is preferable because the charge / discharge rate can be increased. Among these, graphitized MCMB is preferable because it has excellent lithium occlusion and release properties due to point orientation in addition to high capacity and high energy density derived from graphite.

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.

本発明の非水電解質二次電池において、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。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the thickness per one side of the negative electrode active material layer 24B 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.

(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.

(非水電解質) (Nonaqueous electrolyte)

本発明の非水電解質二次電池における非水電解質(組成物)は、下式に示す1,1−カルボニルジイミダゾールを含有する。これにより、電解質塩の分解によって酸が発生しても、1,1−カルボニルジイミダゾールが酸を効率的にトラップし、サイクル特性を良好に維持することができる。例えば、電解質塩としてLiPFを含む場合は、フッ酸が発生すると考えられる。 The nonaqueous electrolyte (composition) in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention contains 1,1-carbonyldiimidazole represented by the following formula. Thereby, even if an acid generate | occur | produces by decomposition | disassembly of electrolyte salt, 1, 1- carbonyldiimidazole traps an acid efficiently and can maintain cycling characteristics favorably. For example, when LiPF 6 is included as an electrolyte salt, hydrofluoric acid is considered to be generated.

Figure 2009252645
Figure 2009252645

電解質中における1,1−カルボニルジイミダゾールの含有量は、200〜2000質量ppmであることが好ましく、500〜1000質量ppmがより好ましい。上記含有量が200質量ppm未満の場合は1,1−カルボニルジイミダゾール量が不足し、十分な効果を得られず、2000質量ppmを超える場合は溶解性が不足することにより、添加量に対し効果が十分得られないためである。   The content of 1,1-carbonyldiimidazole in the electrolyte is preferably 200 to 2000 ppm by mass, and more preferably 500 to 1000 ppm by mass. When the content is less than 200 ppm by mass, the amount of 1,1-carbonyldiimidazole is insufficient and a sufficient effect cannot be obtained, and when it exceeds 2000 ppm by mass, the solubility is insufficient, This is because a sufficient effect cannot be obtained.

本発明における電解質(電解質組成物)はさらに、非水溶媒と電解質塩とを含んでいる。   The electrolyte (electrolyte composition) in the present invention further contains a nonaqueous solvent and an electrolyte salt.

非水溶媒としては、具体的には、炭酸エチレン及び炭酸プロピレンなどの環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレン及び炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。   Specifically, cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate can be used as the nonaqueous solvent, and it is preferable to use one of ethylene carbonate and propylene carbonate, in particular, a mixture of both. This is because the cycle characteristics can be improved.

非水溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル及び炭酸メチルプロピルなどの鎖状の炭酸エステルを混合して用いても良い。高いイオン伝導性を得ることができるからである。   As the non-aqueous solvent, in addition to these cyclic carbonates, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and methylpropyl carbonate may be mixed and used. This is because high ionic conductivity can be obtained.

非水溶媒としては、更にまた、炭酸ビニレンを含むことが好ましい。炭酸ビニレンはサイクル特性を向上させることができるからである。   The non-aqueous solvent preferably further contains vinylene carbonate. This is because vinylene carbonate can improve cycle characteristics.

これらの他にも、非水溶媒としては、例えば、炭酸ブチレン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピロニトリル、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシド及びリン酸トリメチルなどが挙げられる。   In addition to these, examples of the non-aqueous solvent include butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl- 1,3-dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropironitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N , N-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethyl sulfoxide and trimethyl phosphate.

なお、これらの非水溶媒の少なくとも一部の水素を塩素やフッ素等のハロゲンで置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。   A compound obtained by substituting at least a part of hydrogen in these non-aqueous solvents with a halogen such as chlorine or fluorine is preferable because reversibility of the electrode reaction may be improved depending on the type of electrode to be combined. In some cases.

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。 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.

非水電解質はまた、ゲル状の非水電解質によって形成されていてもよい。ゲル状非水電解質は、非水溶媒に電解質塩や1,1−カルボニルジイミダゾール等を溶解してなる非水電解液を、マトリクス高分子でゲル化して成る。ゲル状の非水電解質は、非水電解液が、マトリクス高分子に含浸ないしは保持されるようになっている。かかるマトリクス高分子の膨潤やゲル化ないしは非流動化により、得られる電池で非水電解質の漏液が起こるのを効果的に抑制することができる。   The nonaqueous electrolyte may also be formed by a gel-like nonaqueous electrolyte. The gel-like non-aqueous electrolyte is formed by gelling a non-aqueous electrolyte solution obtained by dissolving an electrolyte salt, 1,1-carbonyldiimidazole or the like in a non-aqueous solvent with a matrix polymer. The gel-like nonaqueous electrolyte is configured such that a nonaqueous electrolyte is impregnated or held in a matrix polymer. By such swelling, gelation or non-fluidization of the matrix polymer, it is possible to effectively suppress leakage of the nonaqueous electrolyte in the obtained battery.

マトリクス高分子は、上記非水溶媒に上記電解質塩が溶解されて成る非水電解液に相溶可能であり、ゲル化できるものであればよい。また、マトリクス高分子の非水電解質における好ましい含有量は5〜20質量%である。マトリクス高分子としては、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとモノクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、およびフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとモノメチルマレイン酸エステルとの共重合体などを挙げることができ、中でも酸化還元安定性の観点から、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が好ましい。   The matrix polymer is not particularly limited as long as it is compatible with a nonaqueous electrolytic solution obtained by dissolving the electrolyte salt in the nonaqueous solvent and can be gelled. Moreover, the preferable content in the nonaqueous electrolyte of a matrix polymer is 5-20 mass%. Examples of the matrix polymer include polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride, hexafluoropropylene, and monochlorotrifluoroethylene, and vinylidene fluoride and hexafluoropropylene. Examples thereof include a copolymer with monomethylmaleic acid ester, and among them, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is preferable from the viewpoint of redox stability.

(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。   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.

また、負極は、例えば次の方法で作製できる。まず、負極活物質としての黒鉛と、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。   Moreover, a negative electrode can be produced by the following method, for example. First, after preparing graphite as a negative electrode active material, a conductive agent, and a binder to prepare a negative electrode mixture, the negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone and pasted. A 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.

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、電解液、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-described embodiment and the case where the gel electrolyte in which the electrolytic solution is held in the polymer compound is used, other electrolytes may be used. Other electrolytes include, for example, an electrolyte solution, an ion conductive ceramic, an ion conductive glass, an ion conductive inorganic compound such as an ionic crystal mixed with an electrolyte solution, or another inorganic compound and an electrolyte solution. The thing mixed and the thing which mixed these inorganic compounds and gel electrolyte are mentioned.

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。   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.

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1−1〜1−6、比較例1−1〜1−4>
(実施例1−1〜1−6)
先ず、正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO)を95重量部と、導電材としてケッチェンブラックを2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、アルミニウム箔上の両面に均一に塗布、乾燥、圧縮して片面当たり50μmの正極活物質層を形成した。これを幅50mm、長さ350mmの形状に切断して正極を作成した。
次に、負極活物質として黒鉛化MCMB97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、銅箔上の両面に均一に塗布、乾燥して片面当たり50μmの負極活物質層を形成した。これを幅52mm、長さ370mmの形状に切断して負極を作成した。
非水電解質は、まず炭酸エチレン(EC):炭酸プロピレン(PC)を40:60の質量比で混合した非水溶媒に、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を0.7mol/kg溶解し、更に表1に示す所定量の1,1−カルボニルジイミダゾールを溶解して非水電解液を調製した。この電解液をフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレン(6.9%)との共重合体に保持させて、ゲル状電解質とした。
<Examples 1-1 to 1-6, Comparative Examples 1-1 to 1-4>
(Examples 1-1 to 1-6)
First, 95 parts by weight of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 2 parts by weight of ketjen black as a conductive material, and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder are homogeneously mixed. Then, N-methylpyrrolidone was added to obtain a positive electrode mixture coating solution. Next, the obtained positive electrode mixture coating liquid was uniformly applied to both surfaces on an aluminum foil, dried and compressed to form a positive electrode active material layer having a thickness of 50 μm per one surface. This was cut into a shape having a width of 50 mm and a length of 350 mm to produce a positive electrode.
Next, 97 parts by weight of graphitized MCMB 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 liquid was uniformly applied on both surfaces of the copper foil and dried to form a negative electrode active material layer having a thickness of 50 μm per one surface. This was cut into a shape having a width of 52 mm and a length of 370 mm to prepare a negative electrode.
The nonaqueous electrolyte is prepared by dissolving 0.7 mol / kg of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) in a nonaqueous solvent in which ethylene carbonate (EC): propylene carbonate (PC) is mixed at a mass ratio of 40:60. Further, a predetermined amount of 1,1-carbonyldiimidazole shown in Table 1 was dissolved to prepare a nonaqueous electrolytic solution. This electrolytic solution was held in a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene (6.9%) to obtain a gel electrolyte.

Figure 2009252645
Figure 2009252645

この正極と負極上にゲル電解質層を形成した後、ポリエチレン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た。この袋を熱融着してラミネート型二次電池を作成した。   After forming a gel electrolyte layer on the positive electrode and the negative electrode, they were laminated and wound up via a separator made of polyethylene, and placed in a bag made of an aluminum laminate film. This bag was heat-sealed to produce a laminate type secondary battery.

(高温サイクル特性)
この電池を45℃環境下1Cで4.2Vを上限として3時間充電した後、1Cで3Vを下限として定電流放電する事を100サイクル繰り返した時の放電容量維持率(%)を表1に示す。
(High temperature cycle characteristics)
Table 1 shows the discharge capacity maintenance rate (%) when this battery was charged for 3 hours at 1C in a 45 ° C environment with 4.2V as the upper limit and then discharged at a constant current with 3V as the lower limit for 100 cycles. Show.

(高温保存特性)
また、この電池を1Cで4.2Vを上限として3時間充電し、60℃で30日間保存した後の電池厚みの変化を膨張率(%)として表1に示す。膨張率は保存前の電池厚みを分母とし、保存後に増加した厚みを分子として算出した値である。
(High temperature storage characteristics)
Further, Table 1 shows the change in battery thickness after the battery was charged at 1 C with 4.2 V as the upper limit for 3 hours and stored at 60 ° C. for 30 days as an expansion coefficient (%). The expansion coefficient is a value calculated using the battery thickness before storage as the denominator and the thickness increased after storage as the numerator.

(比較例1−1)
添加剤を加えなかったこと以外は実施例1−1と同様に二次電池を作成した。高温サイクル特性および高温保存特性の結果を表1に示す。
(Comparative Example 1-1)
A secondary battery was made in the same manner as in Example 1-1 except that the additive was not added. The results of high temperature cycle characteristics and high temperature storage characteristics are shown in Table 1.

(比較例1−2)
添加剤として、1,1−カルボニルジイミダゾールに代えて、2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルピリジンを用いた以外は、実施例1−4と同様に二次電池を作成した。高温サイクル特性および高温保存特性の結果を表1に示す。
(Comparative Example 1-2)
A secondary battery was made in the same manner as in Example 1-4 except that 2,6-di-tert-butyl-4-methylpyridine was used as an additive instead of 1,1-carbonyldiimidazole. The results of high temperature cycle characteristics and high temperature storage characteristics are shown in Table 1.

Figure 2009252645
Figure 2009252645

(比較例1−3、1−4)
添加剤として、1,1−カルボニルジイミダゾールに代えて、1,1−カルボニルビス(2−メチルイミダゾール)を用いた以外は、実施例1−3および実施例1−4とそれぞれ同様に二次電池を作成した。高温サイクル特性および高温保存特性の結果を表1に示す。
(Comparative Examples 1-3, 1-4)
Secondary as in Examples 1-3 and 1-4, except that 1,1-carbonylbis (2-methylimidazole) was used instead of 1,1-carbonyldiimidazole as an additive. A battery was created. The results of high temperature cycle characteristics and high temperature storage characteristics are shown in Table 1.

Figure 2009252645
Figure 2009252645

Figure 2009252645
Figure 2009252645

表1の結果より、電解質中に1,1−カルボニルジイミダゾールを含有する実施例1−1〜1−6はいずれも、1,1−カルボニルジイミダゾールを含有しない比較例1−1に比べ高温サイクル特性および高温保存特性が良好であった。また、1,1−カルボニルジイミダゾールの電解質中における含有量は、より安定した大きな効果を得るためには200質量ppm以上が好ましいことが分かった。また、含有量が3000質量ppmを超えると電解液に対する溶解性が不足するため、上限は2000質量ppmとすることが好ましい。
さらに、比較例1−2〜1−4に示すように、1,1−カルボニルジイミダゾール以外の化合物を添加しても、1,1−カルボニルジイミダゾールのような良好なサイクル特性や高温保存特性は確認できなかった。
From the results shown in Table 1, all of Examples 1-1 to 1-6 containing 1,1-carbonyldiimidazole in the electrolyte had a higher temperature than Comparative Example 1-1 containing no 1,1-carbonyldiimidazole. Cycle characteristics and high temperature storage characteristics were good. Further, it was found that the content of 1,1-carbonyldiimidazole in the electrolyte is preferably 200 mass ppm or more in order to obtain a more stable and large effect. Moreover, since solubility with respect to electrolyte solution will run short if content exceeds 3000 mass ppm, it is preferable that an upper limit shall be 2000 mass ppm.
Furthermore, as shown in Comparative Examples 1-2 to 1-4, even when a compound other than 1,1-carbonyldiimidazole is added, good cycle characteristics such as 1,1-carbonyldiimidazole and high-temperature storage characteristics Could not be confirmed.

<実施例2−1〜2−2、比較例2−1〜2−2>
(実施例2−1)
正極活物質の種類をコバルト酸リチウムに代えて、ニッケル酸リチウム(LiNi0.78Co0.19Al0.032)を用いた以外は、実施例1−3と同様にラミネート型の二次電池を作成した。
<Examples 2-1 to 2-2 and Comparative Examples 2-1 to 2-2>
(Example 2-1)
A laminate type secondary battery was produced in the same manner as in Example 1-3 except that lithium nickelate (LiNi 0.78 Co 0.19 Al 0.03 O 2 ) was used instead of lithium cobalt oxide as the type of the positive electrode active material.

(高温サイクル特性)
この電池を45℃環境下1Cで4.2Vを上限として3時間充電した後、1Cで2.5Vを下限として定電流放電する事を100サイクル繰り返した時の放電容量維持率(%)を表2に示す。
(High temperature cycle characteristics)
The discharge capacity retention rate (%) when this battery was charged for 3 hours at 1C in a 45 ° C environment with 4.2V as the upper limit and then discharged at a constant current with 2.5V as the lower limit for 100 cycles. It is shown in 2.

(高温保存特性)
また、この電池を1Cで4.2Vを上限として3時間充電し、60℃で30日間保存した後の電池厚みの変化を膨張率(%)として表2に示す。膨張率は保存前の電池厚みを分母とし、保存後に増加した厚みを分子として算出した値である。
(High temperature storage characteristics)
In addition, Table 2 shows the change in battery thickness after the battery was charged at 1 C with 4.2 V as the upper limit for 3 hours and stored at 60 ° C. for 30 days as an expansion coefficient (%). The expansion coefficient is a value calculated using the battery thickness before storage as the denominator and the thickness increased after storage as the numerator.

(比較例2−1)
電解液に1,1−カルボニルジイミダゾールを添加しなかった以外は実施例2−1と同様に二次電池を作成した。高温サイクル特性および高温保存特性の結果を表2に示す。
(Comparative Example 2-1)
A secondary battery was made in the same manner as in Example 2-1, except that 1,1-carbonyldiimidazole was not added to the electrolytic solution. Table 2 shows the results of the high temperature cycle characteristics and the high temperature storage characteristics.

(実施例2−2)
正極活物質の種類をコバルト酸リチウムに代えて、カーボン被覆されたリン酸鉄リチウム(LiFePO)を用いた以外は、実施例1−3と同様にラミネート型の二次電池を作成した。
(Example 2-2)
A laminate type secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1-3, except that the type of the positive electrode active material was changed to lithium cobalt oxide and carbon-coated lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) was used.

(高温サイクル特性)
この電池を45℃環境下1Cで3.6Vを上限として3時間充電した後、1Cで2.5Vを下限として定電流放電する事を100サイクル繰り返した時の放電容量維持率(%)を表2に示す。
(High temperature cycle characteristics)
The discharge capacity retention rate (%) is shown when the battery is charged for 3 hours at 1C in a 45 ° C environment with 3.6 V as the upper limit and then discharged at a constant current with 2.5 V as the lower limit for 100 cycles. It is shown in 2.

(高温保存特性)
また、この電池を1Cで3.6Vを上限として3時間充電し、60℃で30日間保存した後の電池厚みの変化を膨張率(%)として表2に示す。膨張率は保存前の電池厚みを分母とし、保存後に増加した厚みを分子として算出した値である。
(High temperature storage characteristics)
In addition, Table 2 shows the change in battery thickness after the battery was charged at 1 C with 3.6 V as the upper limit for 3 hours and stored at 60 ° C. for 30 days as an expansion coefficient (%). The expansion coefficient is a value calculated using the battery thickness before storage as the denominator and the thickness increased after storage as the numerator.

(比較例2−2)
電解液に1,1−カルボニルジイミダゾールを添加しなかった以外は実施例2−2と同様に二次電池を作成した。高温サイクル特性および高温保存特性の結果を表2に示す。
(Comparative Example 2-2)
A secondary battery was made in the same manner as in Example 2-2 except that 1,1-carbonyldiimidazole was not added to the electrolytic solution. Table 2 shows the results of the high temperature cycle characteristics and the high temperature storage characteristics.

Figure 2009252645
Figure 2009252645

表2の結果より、ニッケル酸リチウムおよびリン酸鉄リチウムはコバルト酸リチウムよりもより効果が大きくなる傾向が見られた。電解質の分解による酸の発生は、熱のみでなく、電池材料の吸着水等によっても起こると考えられるが、ニッケル酸リチウムおよびリン酸鉄リチウムはコバルト酸リチウムよりもより吸湿性が高いため、このような効果の差がみられたと考えられる。   From the results of Table 2, it was found that lithium nickelate and lithium iron phosphate tend to be more effective than lithium cobaltate. The generation of acid due to the decomposition of the electrolyte is considered to occur not only by heat but also by the adsorbed water of battery materials, etc., but lithium nickelate and lithium iron phosphate are more hygroscopic than lithium cobaltate, It is thought that the difference of the effect was seen.

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質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 (6)

正極および負極と共に非水電解質を備えた非水電解質二次電池であって、
前記非水電解質が、1,1−カルボニルジイミダゾールを含有する非水電解質二次電池。
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte together with a positive electrode and a negative electrode,
The nonaqueous electrolyte secondary battery in which the nonaqueous electrolyte contains 1,1-carbonyldiimidazole.
前記1,1−カルボニルジイミダゾールの非水電解質における含有量が200〜2000質量ppmである請求項1に記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a content of the 1,1-carbonyldiimidazole in the nonaqueous electrolyte is 200 to 2000 ppm by mass. 前記負極の活物質が人造黒鉛である請求項1記載の非水電解質二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material is artificial graphite. 電解質塩としてLiPFを含む請求項1に記載の非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, comprising LiPF 6 as an electrolyte salt. 1,1−カルボニルジイミダゾールを含有する非水電解質組成物。   A non-aqueous electrolyte composition containing 1,1-carbonyldiimidazole. 前記1,1−カルボニルジイミダゾールの含有量が200〜2000質量ppmである請求項5に記載の非水電解質組成物。   The nonaqueous electrolyte composition according to claim 5, wherein a content of the 1,1-carbonyldiimidazole is 200 to 2000 ppm by mass.
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