JP2015531539A - 非水系電解液及びこれを含むリチウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
非水性有機溶媒、リチウム塩、及び下記化学式(1)で表されるボレート系塩化合物を含む非水系電解液を提供する:
R1からR4は、それぞれ独立的にハロゲン、またはハロゲンで置換された炭素数1から3のアルキルである。
R5からR12はそれぞれ独立的に水素、炭素数1から3のアルキル、ハロゲン、またはハロゲンで置換された炭素数1から3のアルキルである。
R1からR4は、それぞれ独立的にハロゲンまたはハロゲンで置換された炭素数1から3のアルキルである。
R5からR12は、それぞれ独立的に水素、炭素数1から3のアルキル、ハロゲン、またはハロゲンで置換された炭素数1から3のアルキルである。
<非水系電解液の製造>
カーボネート溶媒であるエチレンカーボネート(EC):エチルプロピオネート(EP)を1:9重量比で含む1M LiPF6電解液(100g)を製造した。前記電解液に前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(1g)を添加して非水系電解液を製造した。
正極活物質としてLiNi0.5Mn1.5O4 96重量%、導電材としてカーボンブラック(carbon black) 2重量%、バインダーとしてポリビニリデンフルオライド(PVdF) 2重量%を溶媒であるN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に添加して正極混合物スラリーを製造した。前記正極混合物スラリーを厚さが20μm程度の正極集電体であるアルミニウム(Al)薄膜に塗布し、乾燥して正極を製造した後、ロールプレス(roll press)を行って正極を製造した。
実施例1の非水系電解液に、前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(1g)の代わりに前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(1g)及び前記化学式(2)のボレート系塩化合物(0.5g)を混合して添加したことを除いては、実施例1と同一の方法でリチウム二次電池を製造した。
実施例1の非水系電解液に、前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(1g)の代わりに前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(1g)及び前記化学式(3a)のボレート系塩化合物(0.5g)を混合して添加したことを除いては、実施例1と同一の方法でリチウム二次電池を製造した。
実施例1の非水系電解液に、前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(1g)の代わりに前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(0.5g)、前記化学式(2)のボレート系塩化合物(0.5g)及び前記化学式(3a)のボレート系塩化合物(0.5g)を混合して添加したことを除いては、実施例1と同一の方法でリチウム二次電池を製造した。
実施例1の非水系電解液に、前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(1g)の代わりに前記化学式(2)のボレート系塩化合物(1g)を添加することを除いては、前記実施例1と同一の方法で電解液及びこれを含むリチウム二次電池を製造した。
実施例1の非水系電解液に、前記化学式(1a)のボレート系塩化合物(1g)の代わりに前記化学式(3a)のボレート系塩化合物(1g)を添加することを除いては、前記実施例1と同一の方法で電解液及びこれを含むリチウム二次電池を製造した。
実施例1の電解液に化学式(1a)の添加剤を用いていないことを除いては、実施例1と同一の方法でリチウム二次電池を製造した。
性能評価実験
実験例1
リチウム二次電池は、12.5mAh容量のパウチセルを用いた。
Claims (14)
- 前記ボレート系塩化合物は、非水系電解液の全体含量を基準に0.1から20重量%の含量で含まれることを特徴とする請求項1に記載の非水系電解液。
- 前記非水系電解液は、化学式(1)のボレート系塩化合物、及び前記化学式(2)及び前記化学式(3)からなる群より選ばれる一つ以上のボレート系塩化合物を1:0.2から2.0の重量比で混合して含むことを特徴とする請求項3に記載の非水系電解液。
- 前記非水系電解液は、前記化学式(1)のボレート系塩化合物、前記化学式(2)のボレート系塩化合物及び前記化学式(3)のボレート系塩化合物を1:0.2から1.0:0.2から1:0の重量比で混合して含むことを特徴とする請求項3に記載の非水系電解液。
- 前記非水性有機溶媒は、環状カーボネート溶媒、線形カーボネート溶媒、エステル溶媒及びケトン溶媒からなる群より選ばれる1種または2種以上の混合溶液を含むことを特徴とする請求項1に記載の非水系電解液。
- 前記環状カーボネート溶媒は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及びブチレンカーボネートからなる群より選ばれる1種または2種以上の混合溶液であることを特徴とする請求項8に記載の非水系電解液。
- 前記線形カーボネート溶媒は、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、メチルプロピルカーボネート及びエチルプロピルカーボネートからなる群より選ばれる1種または2種以上の混合溶液であることを特徴とする請求項8に記載の非水系電解液。
- 前記エステル溶媒は、メチルアセテート、エチルアセテート、プロピルアセテート、メチルプロピオネート、エチルプロピオネート、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン及びγ-カプロラクトンからなる群より選ばれる1種または2種以上の混合溶液であることを特徴とする請求項8に記載の非水系電解液。
- 前記リチウム塩は、LiPF6、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiBF4、LiSbF6、LiN(C2F5SO2)2、LiAlO4、LiAlCl4、LiCo0.2Ni0.56Mn0.27O2、LiCoO2、LiSO3CF3及びLiClO4からなる群より選ばれる1種または2種以上のリチウム塩であることを特徴とする請求項1に記載の非水系電解液。
- 正極、負極、前記正極と負極との間に介在されたセパレーター、及び
請求項1に記載の非水系電解液を含むことを特徴とするリチウム二次電池。 - 前記リチウム二次電池は、リチウムイオン二次電池またはリチウムポリマー二次電池であることを特徴とする請求項13に記載のリチウム二次電池。
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