JP2013131293A - 非水電解液及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明に係る非水電解液は、環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含む非水溶媒と支持塩とを含有する非水電解液であって、前記非水溶媒はリン酸エステルを更に含有し、前記リン酸エステルが複数種のフルオロアルキル基を含有する。複数種のフルオロアルキル基としては、2,2,2-トリフルオロエチル基、および2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基が好ましい。
【選択図】なし
Description
(i)前記複数種のフルオロアルキル基は、2,2,2-トリフルオロエチル基と2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基とである。
(ii)前記リン酸エステルは、リン酸ジ(2,2,2-トリフルオロエチル)(2,2,3,3-テトラフルオロプロピル)である。
(iii)前記リン酸エステルは、リン酸ジ(2,2,3,3-テトラフルオロプロピル)(2,2,2-トリフルオロエチル)である。
(iv)前記リン酸エステルの含有率は、前記非水溶媒と前記支持塩との合計を100質量部としたときに、1〜30質量部である。
(v)前記環状カーボネートはエチレンカーボネートであり、前記鎖状カーボネートはジメチルカーボネートであり、前記非水溶媒はビニレンカーボネートを更に含有する。
(vi)前記環状カーボネートはフルオロエチレンカーボネートを更に含有する。
非水電解液を構成する非水溶媒の環状カーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートのいずれかの単体又は混合物を好適に用いることができる。
次に、リチウムイオン二次電池の構成について説明する。図1は、本発明に係るリチウムイオン二次電池の1例を示す半断面模式図である。図1に示したように、正極11及び負極12は、これらが直接接触しないようにセパレータ13を挟み込んだ状態で円筒状に捲回されて、電極群を形成している。正極11には正極リード17が付設されており、負極12には負極リード15が付設されている。電極群は、電池缶14に収容されており、電池缶14の底部及び上部に設置された絶縁板19によって、挿入された電極群が電池缶14と直接接触しないようになっている。さらに、電池缶14の内部には、本発明に係る非水電解液が注入されている。なお、電池缶14は、パッキン18を介して蓋部16と絶縁されている。
(実施例1の非水電解液の作製)
まず、エチレンカーボネート(EC)及びジメチルカーボネート(DMC)の混合溶液(容量比=2:3)に0.8質量%のビニレンカーボネート(VC)を添加して非水溶媒を調合した。次に、該非水溶媒に対して、支持塩としてLiPF6を1 mol/Lとなるように溶解させた。前述したように、VCの濃度は非水溶媒全体に対する質量濃度であり、支持塩の濃度は非水溶媒全体に対する体積モル濃度である(以下、同様)。
上記で用意した非水電解液の作用効果を調査するためのリチウムイオン二次電池の負極および試験用セルを作製した。まず、N-メチル-2-ピロリドンに5質量%のバインダ(ポリフッ化ビニリデン)を溶解した溶液を作製した。続いて、この溶液を負極活物質(人造黒鉛)に添加して混練し(混練物中、人造黒鉛の割合は8.6質量%)、N-メチル-2-ピロリドンをさらに加えて負極合剤スラリーを調製した。
上記で用意した非水電解液について、以下の燃焼試験を実施し、難燃性を評価した。まず、ガラス繊維不織布(幅20 mm×長さ65 mm)に用意した非水電解液を2 mL浸み込ませた。大気中にて10秒間試験炎にさらした後、試験炎を遠ざけ、引火炎の様子を目視により観察し、消火するまでの時間を測定した。消火時間が10秒未満の場合を「難燃性」と判定し、10秒以上の場合を「燃焼性」と判定した。非水電解液の組成と共に、結果を後述する表1に示す。
上記で用意した非水電解液に試験用セルを浸漬し、次の手順によりその初期放電容量特性及びサイクル特性の評価を行った。測定のための充電条件は、定電流定電圧充電方式(電圧値:5 mV、初期電流値:1 mA、終止電流値:30μA)とし、休止時間を10分間とした。また、放電条件は、電流値:1 mA、カット電圧:1.5 Vとした。
BETPPの含有率が10質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表1に併記する。
BETPPの含有率が20質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例3の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表1に併記する。
BETPPの含有率が25質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例4の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表1に併記する。
フルオロエチレンカーボネート(FEC)とエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)との混合溶液(容量比=0.2:1.8:3)に0.8質量%のビニレンカーボネート(VC)を添加して非水溶媒を調合した。その他は実施例1と同様にして、実施例5の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表1に併記する。
BETPPの含有率が10質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例5と同様にして、実施例6の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表1に併記する。
リン酸エステルとして、BETPPの代わりに、リン酸ジ(2,2,3,3-テトラフルオロプロピル)(2,2,2-トリフルオロエチル)(BPTEP)の含有率が5質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例5と同様にして、実施例7の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表1に併記する。
BPTEPの含有率が10質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例5と同様にして、実施例8の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表2に示す。
リン酸エステルとして、BETPPの含有率が5質量部となり、BPTEPの含有率が5質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例5と同様にして、実施例9の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表2に併記する。
リン酸エステルを添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表2に併記する。
リン酸エステルを添加しなかったこと以外は、実施例5と同様にして、比較例2の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表2に併記する。
BETPPの含有率が40質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例3の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表2に併記する。
リン酸エステルとして、BETPPの代わりに、リン酸トリ(2,2,2-トリフルオロエチル)(TFEP)の含有率が5質量部となるように添加・混合したこと以外は、実施例1と同様にして、比較例4の非水電解液を調製し、燃焼試験及び充放電試験を実施した。結果を表2に併記する。
(実施例10のリチウムイオン二次電池の作製)
実施例1の非水電解液及び実施例1で示した方法で作製した負極12を用いて、図1に示したような18650型リチウムイオン二次電池(直径18 mm×高さ65 mm)を作製し、その評価を行った。
作製したリチウムイオン二次電池のサイクル特性の評価は、以下の手順で行った。まず、リチウムイオン二次電池を25℃の恒温槽に入れ、1時間保持した。初期の充放電は、0.5Cのレートで3.9 Vまで定電流定電圧方式で充電した後、0.5Cのレートで2.7 Vまで放電した。その後、0.5Cのレートで4.2 Vまで定電流定電圧方式で充電し、0.5Cのレートで2.7 Vまで放電するサイクルを3回繰り返し、3サイクル目の放電容量を初期放電容量とした。
実施例2〜9の非水電解液を用いたこと以外は、実施例10と同様の方法により、それぞれ実施例11〜18のリチウムイオン電池を作製し、そのサイクル特性を評価した。結果を表3に併記する。
16…蓋部、17…正極リード、18…パッキン、19…絶縁板、
20…試験用セル、21…負極、22…負極集電体、23…負極合剤層、
24…対極、25…参照極、26…セパレータ、27…治具。
Claims (8)
- 環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含む非水溶媒と支持塩とを含有する非水電解液であって、
前記非水溶媒はリン酸エステルを更に含有し、
前記リン酸エステルが複数種のフルオロアルキル基を有することを特徴とする非水電解液。 - 請求項1に記載の非水電解液において、
前記複数種のフルオロアルキル基が、2,2,2-トリフルオロエチル基と2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基とであることを特徴とする非水電解液。 - 請求項1に記載の非水電解液において、
前記リン酸エステルが、リン酸ジ(2,2,2-トリフルオロエチル)(2,2,3,3-テトラフルオロプロピル)であることを特徴とする非水電解液。 - 請求項1に記載の非水電解液において、
前記リン酸エステルが、リン酸ジ(2,2,3,3-テトラフルオロプロピル)(2,2,2-トリフルオロエチル)であることを特徴とする非水電解液。 - 請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の非水電解液において、
前記リン酸エステルの含有率が、前記非水溶媒と前記支持塩との合計を100質量部としたときに、1〜30質量部であることを特徴とする非水電解液。 - 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の非水電解液において、
前記環状カーボネートがエチレンカーボネートであり、
前記鎖状カーボネートがジメチルカーボネートであり、
前記非水溶媒はビニレンカーボネートを更に含有することを特徴とする非水電解液。 - 請求項6に記載の非水電解液において、
前記環状カーボネートがフルオロエチレンカーボネートを更に含有することを特徴とする非水電解液。 - 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載の非水電解液を用いたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
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Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002093679A1 (fr) * | 2001-05-10 | 2002-11-21 | Nisshinbo Industries, Inc. | Solution electrolytique non aqueuse, composition pour electrolyte en gel polymere, electrolyte en gel polymere, accumulateur, et condensateur electrique forme de deux couches |
JP2009004146A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Sony Corp | 電池 |
WO2011016212A1 (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | 東ソー・エフテック株式会社 | 非水電解液用の非対称型および/または低対称型含フッ素リン酸エステル |
JP2011222431A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-04 | Tosoh Finechem Corp | 二次電池用電解液 |
JP2012094491A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-05-17 | Tosoh F-Tech Inc | 非水電解液用の難燃性溶媒、これを含有する難燃性非水電解液及び非引火性非水電解液 |
JP2012164441A (ja) * | 2011-02-03 | 2012-08-30 | Gs Yuasa Corp | 非水電解質二次電池 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002093679A1 (fr) * | 2001-05-10 | 2002-11-21 | Nisshinbo Industries, Inc. | Solution electrolytique non aqueuse, composition pour electrolyte en gel polymere, electrolyte en gel polymere, accumulateur, et condensateur electrique forme de deux couches |
JP2009004146A (ja) * | 2007-06-20 | 2009-01-08 | Sony Corp | 電池 |
WO2011016212A1 (ja) * | 2009-08-04 | 2011-02-10 | 東ソー・エフテック株式会社 | 非水電解液用の非対称型および/または低対称型含フッ素リン酸エステル |
JP2011222431A (ja) * | 2010-04-14 | 2011-11-04 | Tosoh Finechem Corp | 二次電池用電解液 |
JP2012094491A (ja) * | 2010-09-27 | 2012-05-17 | Tosoh F-Tech Inc | 非水電解液用の難燃性溶媒、これを含有する難燃性非水電解液及び非引火性非水電解液 |
JP2012164441A (ja) * | 2011-02-03 | 2012-08-30 | Gs Yuasa Corp | 非水電解質二次電池 |
Non-Patent Citations (1)
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---|
JPN6014035852; 電池ハンドブック , 20100210, pp.543-546, 株式会社オーム社 * |
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