JP2014102893A - 非水電解質二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の非水電解質二次電池は、正極1と、負極2と、正極1と負極2との間に配置されたセパレータ3と、非水電解質15と、を備える。負極2は、リチウムの溶解析出電位を基準として0.8Vよりも高い反応電位でリチウムを吸蔵放出する活物質と、黒鉛材料を含む導電剤とを含む。非水電解質15は、プロピレンカーボネートを含有し、さらに無水コハク酸およびヘキサフルオロベンゼンから選ばれる少なくともいずれか一種の化合物を含有する。
【選択図】図1
Description
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、
非水電解質と、
を備え、
前記負極は、リチウムの溶解析出電位を基準として0.8Vよりも高い反応電位でリチウムを吸蔵放出する活物質と、黒鉛材料を含む導電剤とを含有し、
前記非水電解質は、プロピレンカーボネートを含有し、さらに無水コハク酸およびヘキサフルオロベンゼンから選ばれる少なくともいずれか一種の化合物を含有する。
正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、
非水電解質と、
を備え、
前記負極は、リチウムの溶解析出電位を基準として0.8Vよりも高い反応電位でリチウムを吸蔵放出する活物質と、黒鉛材料を含む導電剤とを含有し、
前記非水電解質は、プロピレンカーボネートを含有し、さらに無水コハク酸およびヘキサフルオロベンゼンから選ばれる少なくともいずれか一種の化合物を含有する、
非水電解質二次電池を提供する。
(実施例1)
<正極の作製>
まず、正極活物質として、LiNi0.80Co0.15Al0.05O2を準備した。LiNi0.80Co0.15Al0.05O2の調製法は、以下の通りである。
プロピレンカーボネート(PC)に、1.0Mの濃度となるように六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を加えて溶解し、さらに0.1重量%、1.5重量%、5.0重量%となるように無水コハク酸(SUCAn)を加えて溶解し、電解液を調製した。
まず、負極活物質としてLi4Ti5O12(平均粒径≦1μm)を準備した。負極活物質として用いたLi4Ti5O12の調製法は以下の通りである。なお、ここでの平均粒径は、散乱式粒度分布測定装置(HORIBA製)で測定された値である。また、Li4Ti5O12の充放電の反応電位は、約1.55V(vs.Li/Li+)である。
得られた正極1および負極2を、セパレータ3を介して積層し、図1(c)に示すような電極群13を作製した。セパレータとしては、表面処理を行った厚さ80μmのポリプロピレン製の不織布シートを用いた。
電解液が異なる以外は、実施例1と同様の方法で電池A4を作製した。電解液には、プロピレンカーボネート(PC)とジエチルカーボネート(DEC)とを体積比で4:1となるように混合した混合溶媒に、1.0Mの濃度となるように六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を加えて溶解し、さらに1.5重量%となるように無水コハク酸(SUCAn)を加えて溶解したものを用いた。
電解液が異なる以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。電解液には、プロピレンカーボネート(PC)に、1.0Mの濃度となるように六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を加えて溶解し、さらに0.1重量%、1.5重量%、5.0重量%となるようにヘキサフルオロベンゼン(HFB)を加えて混合したものを用いた。ヘキサフルオロベンゼン(HFB)の含有量が0.1重量%、1.5重量%、5.0重量%である電解液を用いて得られた電池を、それぞれ電池A5、A6、A7とした。
異なる負極活物質を用い、さらに電解液に加えた無水コハク酸(SUCAn)を1.5重量%に変更した以外は、実施例1と同様の方法で電池A8を作製した。負極活物質には下記の方法で調製したLiTi2O4を用いた。なお、LiTi2O4の充放電の反応電位は、約1.3V(vs.Li/Li+)である。
異なる負極活物質を用い、さらに電解液に加えた無水コハク酸(SUCAn)を1.5重量%に変更した以外は、実施例1と同様の方法で電池A9を作製した。負極活物質には下記の方法で調製したH2Ti12O25を用いた。なお、H2Ti12O25の充放電の反応電位は、約1.55V(vs.Li/Li+)である。
負極に異なる導電剤を用い、さらに電解液に加えた無水コハク酸(SUCAn)を1.5重量%と変更した以外は、実施例1と同様の方法で電池A10を作製した。導電剤には人造黒鉛粉末(Timcal社製、KS−4)を用いた。
電解液に加えた無水コハク酸(SUCAn)を、0.05重量%および5.5重量%と変更した以外は、実施例1と同様の方法で電池A11およびA12を作製した。
電解液に加えたヘキサフルオロベンゼン(HFB)を、0.05重量%および5.5重量%と変更した以外は、実施例3と同様の方法で電池A13およびA14を作製した。
電解液に無水コハク酸(SUCAn)を加えなかった以外は、実施例1と同様の方法で電池B1を作製した。
<電池特性の評価>
作製した各電池を用いて、電池特性の評価を行った。
過充電後容量維持率(%)=(過充電後の放電容量/過充電前の放電容量)×100
電池特性の評価を行った各電池の負極を用いて60℃保存試験を行った。
1a 正極集電体
1b 正極合剤層
2 負極
2a 負極集電体
2b 負極合剤層
3 セパレータ
11 正極リード
12 負極リード
13 電極群
14 電池ケース
15 電解液(非水電解質)
Claims (4)
- 正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータと、
非水電解質と、
を備え、
前記負極は、リチウムの溶解析出電位を基準として0.8Vよりも高い反応電位でリチウムを吸蔵放出する活物質と、黒鉛材料を含む導電剤とを含有し、
前記非水電解質は、プロピレンカーボネートを含有し、さらに無水コハク酸およびヘキサフルオロベンゼンから選ばれる少なくともいずれか一種の化合物を含有する、
非水電解質二次電池。 - 前記非水電解質における無水コハク酸およびヘキサフルオロベンゼンの含有量は、それぞれ0.1重量%以上5.0重量%以下である、
請求項1に記載の非水電解質二次電池。 - 前記負極に含まれる前記活物質が、Tiを含有する酸化物である、
請求項1または2に記載の非水電解質二次電池。 - 前記負極に含まれる前記活物質が、一般式Li4Ti5O12で表されるチタン酸リチウムである、
請求項1から3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
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