JP2010097696A - リチウムイオン電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】少なくともイオン液体とリチウム塩を含有するリチウムイオン電池において、高いエネルギー密度と良好なサイクル性、レート特性と長期にわたる安全性を提供する。
【解決手段】負極活物質として、黒鉛に非晶質炭素を被覆または付着することで、負極でのイオン液体の還元分解を抑制できる。
【選択図】なし
Description
先ず、図1により正極の作製について説明する。LiMn2O4を85質量%、導電補助材としてアセチレンブラックを7質量%、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン8質量%とを混合したものに、N−メチルピロリドンを加えてさらに混合して正極スラリーを作製した。これをドクターブレード法により集電体となる厚さ20μmのAl箔2の両面にロールプレス処理後の厚さが160μmになるように塗布し、正極活物質塗布部3を形成した。なお、両端部にはいずれの面にも正極活物質が塗布されていない正極活物質非塗布部4を設け、一方の正極活物質非塗布部4に正極導電タブ6を設け隣り合わせて片面のみ塗布した正極活物質非塗布部5を設けて正極1とした。
実施例2は、固形分が50質量%であるフェノール樹脂メタノール溶液を用い、実施例1同様に被覆した黒鉛(非晶質炭素被覆量が約10質量%)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
実施例3は、黒鉛炭素100gに対し、固形分が50質量%であるフェノール樹脂メタノール溶液230gに浸漬、分散し、実施例1同様に被覆した黒鉛(非晶質炭素被覆量が約15質量%)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
実施例4は、黒鉛炭素100gに対し、固形分が50質量%であるフェノール樹脂メタノール溶液300gに浸漬、分散し、実施例1同様に被覆した黒鉛(非晶質炭素被覆量が約20質量%)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
実施例5は、黒鉛炭素100gに対し、固形分が70質量%であるフェノール樹脂メタノール溶液300gに浸漬、分散し、実施例1同様に被覆した黒鉛(非晶質炭素被覆量が約30質量%)を用いた以外は、実施例1と同様に行った。
実施例6は、イオン液体が1−メチル−1−プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド(MPP−FSI)を用いた以外は、実施例2と同様に行った。
実施例7は、電解液にジスルホン酸エステルとして、表1に示した化3を2質量%添加した以外は、実施例2と同様に行った。
実施例8は、電解液にさらにビニレンカーボネートを2質量%添加した以外は、実施例2と同様に行った。
比較例1は、負極活物質が非晶質炭素を被覆しない天然黒鉛のみを用いた以外は、実施例1と同様に行った。
比較例2は、負極活物質が非晶質炭素を被覆しない天然黒鉛のみを用いた以外は、実施例7と同様に行った。
比較例3は、負極活物質が非晶質炭素を被覆しない天然黒鉛のみを用いた以外は、実施例8と同様に行った。
実施例9は、実施例7の電解液をゲル電解質とした以外は実施例7と同様に行った。まず、プレゲル溶液は、イオン液体として、MPPp−FSIと、リチウム塩としてLiTFSIを0.7mol/L混合した電解液に対し、化合物No.3を2質量%、さらにゲル化剤としてトリエチレングリコールジアクリレートとトリメチロールプロパントリアクリレートをそれぞれ3.8質量%、1質量%を加え、よく混合した後に、重合開始剤として、t−ブチルパーオキシピバレートを0.5質量%混合することで作製した。
比較例4は、実施例9の炭素を黒鉛とした以外は、実施例9と同様に行った。
2 Al箔
3 正極活物質塗布部
4,5 正極活物質非塗布部
6 正極導電タブ
7 負極
8 Cu箔
9,10 負極活物質塗布部
11 負極活物質非塗布部
12 負極導電タブ
13 セパレータ
Claims (8)
- 少なくともビス(フルオロスルホニル)イミドアニオンからなるイオン液体とリチウム塩とを含有する電解液と正極と負極を有するリチウムイオン電池において、負極活物質が黒鉛粒子の表面に非晶質炭素を被覆または付着させたものであることを特徴とするリチウムイオン電池。
- 前記黒鉛粒子の表面に被覆または付着した非晶質炭素が負極活物質の1質量%以上20質量%以下であることを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン電池。
- 前記黒鉛粒子の(002)面の層間距離が0.335〜0.337nmであることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウムイオン電池。
- 前記黒鉛粒子が天然黒鉛であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池。
- 前記負極活物質の比表面積が1.0〜1.8m2/gであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池。
- 前記電解液に、ジスルホン酸エステルを含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池。
- 前記電解液に、さらにビニレンカーボネートまたはその誘導体を含有することを特徴とする請求項6に記載のリチウムイオン電池。
- 前記電解液が高分子によりゲル化したことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のリチウムイオン電池。
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