JP2018156761A - 電池用非水電解液及びリチウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
リチウム二次電池は、例えば、リチウムを吸蔵放出可能な材料を含有する正極および負極、並びに、リチウム塩と非水溶媒とを含有する電池用非水電解液を含む。
正極に用いられる正極活物質としては、例えば、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiFePO4のようなリチウム金属酸化物が用いられる。
また、電池用非水電解液としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどのカーボネート類の混合溶媒(非水溶媒)に、LiPF6、LiBF4、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2CF2CF3)2のようなLi電解質を混合した溶液が用いられている。
一方、負極に用いられる負極用活物質としては、金属リチウム、リチウムを吸蔵及び放出可能な金属化合物(金属単体、酸化物、リチウムとの合金など)や炭素材料が知られており、特にリチウムを吸蔵、放出が可能なコークス、人造黒鉛、天然黒鉛を採用したリチウム二次電池が実用化されている。
電池の抵抗が上昇する要因のひとつとして、負極表面に形成される、溶媒の分解物や無機塩による皮膜が知られている。一般的に負極表面は、充電条件で負極活物質中にリチウム金属が存在することから、電解液の還元分解反応が起こることが知られている。このような還元分解が継続的に起これば、電池の抵抗が上昇し、充放電効率が低下し、電池のエネルギー密度が低下することになる。また一方で正極においても、経時的な劣化反応が起こり、抵抗が持続的に上昇して電池性能の低下を招くことが知られている。これらの課題を克服するため、種々の化合物を電解液に添加する試みがなされてきた(例えば、特許文献1〜3参照)。
従って、本開示の課題は、高温保存後の電池抵抗を抑制できる電池用非水電解液、及び、この電池用非水電解液を用いたリチウム二次電池を提供することである。
<2> 前記燐酸が、脱水処理されている<1>に記載の電池用非水電解液。
<3> 水の含有量が、30質量ppm以下である<1>又は<2>に記載の電池用非水電解液。
<4> さらに、炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物、スルトン化合物、環状ジスルホン酸エステル化合物、環状硫酸エステル化合物、ホウ酸エステル化合物、及びニトリル化合物からなる群から選択される少なくとも1種である添加剤(X)を含む<1>〜<3>のいずれか1つに記載の電池用非水電解液。
前記スルトン化合物が、下記式(C)又は下記式(D)で表される化合物であり、
前記環状ジスルホン酸エステル化合物が、下記式(E)で表される化合物であり、
前記環状硫酸エステル化合物が、下記式(I)で表される化合物であり、
前記ホウ酸エステル化合物が、下記式(F)で表される化合物であり、
前記ニトリル化合物が、アジポニトリル又はスクシノニトリルである<4>に記載の電池用非水電解液。
式(II)中、R3は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は式(IV)で表される基を表す。式(II)、式(III)、及び式(IV)における波線は、結合位置を表す。
式(I)で表される環状硫酸エステル化合物中に、式(II)で表される基が2つ含まれる場合、2つの式(II)で表される基は、同一であっても互いに異なっていてもよい。)
前記スルトン化合物が、1,3−プロパンスルトン又は1,3−プロペンスルトンであり、
前記環状ジスルホン酸エステル化合物が、下記式(E11)又は下記式(E21)で表される化合物であり、
前記環状硫酸エステル化合物が、下記式(V)又は下記式(VI)で表される化合物であり、
前記ホウ酸エステル化合物が、ホウ酸ビニルジブチル又はホウ酸プロパルギルジブチルである<4>又は<5>に記載の電池用非水電解液。
金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、
<1>〜<7>のいずれか1つに記載の電池用非水電解液と、
を含むリチウム二次電池。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
本開示の電池用非水電解液(以下、単に「非水電解液」ともいう)は、燐酸を含有する。
本開示の非水電解液によれば、燐酸を含有することにより、高温保存後の電池抵抗の増加を抑制することができる。
燐酸は、非水電解液の分解を促進する電極表面上の官能基や欠陥部分と反応しやすく、電極表面を整える作用を有すると考えられる。また、燐酸は、所定の電圧で分解し、その分解物が電極表面に被膜(燐酸由来の被膜)形成すると考えられる。
本開示の非水電解液では、燐酸による上記作用、及び、燐酸由来の被膜の形成によって、負極での電解液の還元反応による電池抵抗の増加や、活物質の溶出などによる正極の電極劣化が抑制され、その結果、高温保存後でも電池抵抗の増加が抑制されると考えられる。
従って、本開示の非水電解液によれば、高温保存後の電池抵抗の増加を抑制することができる。このため、本開示の非水電解液には、電池の寿命を延ばす効果を有することが期待される。
燐酸は通常水分を多く(15質量%前後)含むため、非水電解液が脱水処理された燐酸を含むことにより、非水電解液中に含まれる水分量が低減されやすくなる。これにより、水と電解質(例えばリチウム塩)との反応により発生する分解物の生成が抑制される。その結果、高温保存後の電池抵抗の増加がより抑制されると考えられる。
なお、燐酸の脱水方法については後述する。
ここで、「水の含有量」とは、本開示の非水電解液全量に対する含有量である。
非水電解液中の水の含有量が30質量ppm以下であることにより、高温保存後の電池抵抗の増加が抑制されやすい。
非水電解液中の水の含有量としては、より好ましくは20質量ppm以下、更に好ましくは15質量ppm以下である。
水の含有量の下限は、0質量ppmであってもよい。また、生産性(非水電解液の製造適性)の観点から、0質量ppm超えであってもよく、3質量ppm以上であってもよい。
水の含有量が30質量ppm以下である非水電解液を得る方法としては、例えば非水電解液を調製する際、非水電解液に、燐酸として脱水処理された燐酸(脱水処理された燐酸溶液)を添加する方法が挙げられる。
なお、非水電解液中の水の含有量は、水分測定装置(平沼社製、型番:AQV−300)を用いて、カールフィッシャー滴定法にて測定することができる。
本開示の非水電解液に含有される燐酸は、通常水分を多く(15質量%前後)含んでいるが、かかる燐酸は水分を多く含むものであっても、脱水処理されたものであってもよい。中でも、高温保存後の電池抵抗の増加をより抑制する観点から、脱水処理された燐酸であることが好ましい。
脱水剤としては、モレキュラーシーブス、塩化カルシウム、活性アルミナ、シリカゲルなどが挙げられる。
上記の方法で脱水する場合に共に用いられる溶媒としては、特に限定されないが、非水電解液に使用される非水溶媒が好ましく、例えば鎖状カーボネートや環状カーボネートなどが好適である。
燐酸の含有量が0.001質量%以上であると、電極表面に被膜が形成されやすくなる。これにより、高温保存後の電池抵抗の増加が抑制されやすい。
燐酸の含有量が10質量%以下であると、電極表面への過剰な被膜の形成が抑制される。これにより、電池の出力特性が向上しやすい。
特に、燐酸として脱水処理した燐酸を用いることにより、燐酸を含有しつつも非水電解液中に含まれる水分量が低減されるため、高温保存後の電池抵抗の増加を抑制する効果がより発揮されやすくなる。
本開示の非水電解液が添加剤(X)を含有する場合には、燐酸(好ましくは脱水処理された燐酸)と添加剤(X)との組み合わせによる効果(即ち、高温保存後の電池抵抗の増加を抑制する効果;以下、「本開示の効果」ともいう)がより効果的に発揮される。
本開示の非水電解液は、炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物を含有し得る。
本開示の電池用非水電解液が炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート化合物を含有する場合には、本開示の効果に加えて、高温保存後やサイクル試験後の電池の容量維持率を高める効果が奏されやすい。
また、本開示の非水電解液が炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物を含有する場合、炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物は、下記式(A)及び下記式(B)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本開示の非水電解液は、炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物として式(A)で表される化合物(以下、「化合物A」ともいう)を含有し得る。
本開示の非水電解液が化合物Aを含有する場合、化合物Aは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
本開示の非水電解液は、炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物として式(B)で表される化合物(以下、「化合物B」ともいう)を含有し得る。
本開示の非水電解液が化合物Bを含有する場合、化合物Bは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
式(B)中、「炭素数1〜6のアルキル基」としては、式(A)において挙げたものと同様のものが挙げられる。これらのうち、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基である。
式(B)中、「炭素数2〜6のアルケニル基」としては、式(A)において挙げたものと同様のものが挙げられる。これらのうち、好ましくは炭素数2又は3のアルケニル基であり、より好ましくはビニル基である。
式(B)中、「炭素数2〜6のアルキニル基」としては、式(A)において挙げたものと同様のものが挙げられる。これらのうち、好ましくは炭素数2又は3のアルキニル基であり、より好ましくはエチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基である。
本開示の非水電解液は、スルトン化合物を含有し得る。
本開示の電池用非水電解液がスルトン化合物を含有する場合には、本開示の効果に加えて、高温保存後やサイクル試験後の電池抵抗の増加を抑制する効果が奏されやすい。
また、本開示の非水電解液がスルトン化合物を含有する場合、スルトン化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
スルトン化合物は、下記式(C)及び下記式(D)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本開示の非水電解液は、スルトン化合物として式(C)で表される化合物(以下、「化合物C」ともいう)を含有し得る。
本開示の非水電解液が化合物Cを含有する場合、化合物Cは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
式(C)中、「炭素数1〜6のアルキル基」としては、式(A)において挙げたものと同様のものが挙げられる。これらのうち、好ましくは炭素数1〜3のアルキル基である。
「炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基」としては、「炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基」が好ましい。
本開示の非水電解液は、スルトン化合物として式(D)で表される化合物(以下、「化合物D」ともいう)を含有し得る。
本開示の非水電解液が化合物Dを含有する場合、化合物Dは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
式(D)中、「炭素数1〜6のアルキル基」は、式(C)中の「炭素数1〜6のアルキル基」と同義であり、式(D)中の「炭素数1〜6のアルキル基」の具体例は、式(C)中の具体例と同様である。
式(D)中、「炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基」は、式(C)中の「炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基」と同義であり、式(D)中の「炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基」の具体例は、式(C)中の具体例と同様である。
ただし、スルトン化合物は、以下の化合物に限られない。
以下のスルトン化合物のうち、1,3−プロペンスルトン、1−メチル−1,3−プロペンスルトン、2−メチル−1,3−プロペンスルトン、3−メチル−1,3−プロペンスルトンが好ましく、1,3−プロペンスルトンが特に好ましい。
本開示の非水電解液は、環状ジスルホン酸エステル化合物を含有し得る。
本開示の電池用非水電解液が環状ジスルホン酸エステル化合物を含有する場合には、本開示の効果に加えて、高温保存後やサイクル試験後の電池抵抗の増加を抑制する効果が奏されやすい。
本開示の非水電解液が環状ジスルホン酸エステル化合物を含有する場合、環状ジスルホン酸エステル化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
環状ジスルホン酸エステル化合物は、下記式(E)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本開示の非水電解液は、環状ジスルホン酸エステル化合物として式(E)で表される化合物(以下、「化合物E」ともいう)を含有し得る。
本開示の非水電解液が化合物Eを含有する場合、化合物Eは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチレン基(−CH2−基)、ジメチレン基(−(CH2)2−基)、トリメチレン基(−(CH2)3−基)、テトラメチレン基(−(CH2)4−基)、ペンタメチレン基(−(CH2)5−基)、ヘキサメチレン基(−(CH2)6−基)、ヘプタメチレン基(−(CH2)7−基)、オクタメチレン基(−(CH2)8−基)、ノナメチレン基(−(CH2)9−基)、デカメチレン基(−(CH2)10−基)が挙げられる。
また、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基としては、メチルメチレン基(−CH(CH3)−基)、ジメチルメチレン基(−C(CH3)2−基)、ビニルメチレン基、ジビニルメチレン基、アリルメチレン基、ジアリルメチレン基、等の置換メチレン基も挙げられる。
炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜3のアルキレン基がより好ましく、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、ジメチルメチレン基が更に好ましく、メチレン基、ジメチレン基が更に好ましい。
また、式(E)で表される環状ジスルホン酸エステル化合物のうち、R2が1,2−フェニレン基を表し、前記1,2−フェニレン基は、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、又はシアノ基によって置換されていてもよい形態の化合物は、下記式(E2)で表される化合物(以下、「化合物E2」ともいう)である。
式(E1)中、R21は、炭素数1〜10のアルキレン基を表す。
式(E2)中、R22は、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、又はシアノ基を表し、nは、0〜4の整数(好ましくは0、1又は2、特に好ましくは0)を表す。
式(E11)で表される化合物(以下、「化合物E11」ともいう)は、上記化合物E1の一例であり、式(E21)で表される化合物(以下、「化合物E21」ともいう)は、上記化合物E2の一例である。
本開示の非水電解液は、環状硫酸エステル化合物を含有し得る。
本開示の電池用非水電解液が環状硫酸エステル化合物を含有する場合には、本開示の効果に加えて、高温保存後やサイクル試験後の電池の容量維持率を高める効果が奏されやすい。
本開示の非水電解液が環状硫酸エステル化合物を含有する場合、環状硫酸エステル化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
環状硫酸エステル化合物は、下記式(I)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本開示の非水電解液は、環状硫酸エステル化合物として式(I)で表される化合物(以下、「化合物I」ともいう)を含有し得る。
本開示の非水電解液が化合物Iを含有する場合、化合物Iは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
式(II)中、R3は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は式(IV)で表される基を表す。式(II)、式(III)、及び式(IV)における波線は、結合位置を表す。
式(I)で表される環状硫酸エステル化合物中に、式(II)で表される基が2つ含まれる場合、2つの式(II)で表される基は、同一であっても互いに異なっていてもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
炭素数1〜6のアルキル基としては、炭素数1〜3のアルキル基がより好ましい。
炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基としては、炭素数1〜3のハロゲン化アルキル基がより好ましい。
炭素数1〜6のアルコキシ基としては、炭素数1〜3のアルコキシ基がより好ましい。
前記式(I)中のR2が前記式(II)で表される基である場合、式(II)中のR3の好ましい範囲については、前記式(I)中のR1が前記式(II)で表される基である場合におけるR3の好ましい範囲と同様である。
前記式(I)におけるR1及びR2のより好ましい組み合わせとしては、R1が前記式(II)で表される基(前記式(II)中、R3はフッ素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、又は前記式(IV)で表される基であることが好ましい)又は前記式(III)で表される基であり、R2が水素原子又はメチル基である組み合わせである。
式(V)で表される化合物(以下、「化合物V」ともいう)は、上記化合物Iの一例であり、後述する例示化合物22に該当する。
式(VI)で表される化合物(以下、「化合物VI」ともいう)は、上記化合物Iの一例であり、後述する例示化合物1に該当する。
下記例示化合物の構造中、「Me」はメチル基を、「Et」はエチル基を、「Pr」はプロピル基を、「iPr」はイソプロピル基を、「Bu」はブチル基を、「tBu」はターシャリーブチル基を、「Pent」はペンチル基を、「Hex」はヘキシル基を、「OMe」はメトキシ基を、「OEt」はエトキシ基を、「OPr」はプロポキシ基を、「OBu」はブトキシ基を、「OPent」はペンチルオキシ基を、「OHex」はヘキシルオキシ基を、それぞれ表す。また、R1〜R3における「波線」は、結合位置を表す。
なお、2,2−ジオキソ−1,3,2−ジオキサチオラン環の4位及び5位の置換基に由来する立体異性体が生じる場合があるが、両者とも本開示に含まれる化合物である。
また、前記式(I)で表される硫酸エステル化合物のうち、分子内に2個以上の不斉炭素が存在する場合はそれぞれ立体異性体(ジアステレオマー)が存在するが、特に記載しない限りは,対応するジアステレオマーの混合物である。
本開示の非水電解液は、ホウ酸エステル化合物を含有し得る。
本開示の電池用非水電解液がホウ酸エステル化合物を含有する場合には、本開示の効果に加えて、高温保存後やサイクル試験後の電池の容量維持率を高める効果が奏されやすい。
本開示の非水電解液がホウ酸エステル化合物を含有する場合、ホウ酸エステル化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
ホウ酸エステル化合物は、下記式(F)からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
本開示の非水電解液は、ホウ酸エステル化合物として式(F)で表される化合物(以下、「化合物F」ともいう)を含有し得る。
本開示の非水電解液が化合物Fを含有する場合、化合物Fは、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
本開示の非水電解液は、ニトリル化合物を含有し得る。
本開示の電池用非水電解液がニトリル化合物を含有する場合には、本開示の効果に加えて、高温保存後やサイクル試験後の電池の容量維持率を高める効果が奏されやすい。
本開示の非水電解液がニトリル化合物を含有する場合、ニトリル化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
ニトリル化合物として、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ヘキサンニトリル、オクタンニトリル、ウンデカンニトリル、デカンニトリル、シクロヘキサンカルボニトリル、ベンゾニトリル、フェニルアセトニトリル等の、一分子中にニトリル基を1つ含む化合物(モノニトリル化合物);
これらのうち、アジポニトリル、スクシノニトリルが特に好ましい。
非水電解液は、一般的に、非水溶媒を含有する。
非水溶媒としては、種々公知のものを適宜選択することができるが、環状の非プロトン性溶媒及び鎖状の非プロトン性溶媒から選ばれる少なくとも一方を用いることが好ましい。
電池の安全性の向上のために、溶媒の引火点の向上を志向する場合は、非水溶媒として環状の非プロトン性溶媒を使用することが好ましい。
環状の非プロトン性溶媒としては、環状カーボネート、環状カルボン酸エステル、環状スルホン、環状エーテルを用いることができる。
環状の非プロトン性溶媒の非水溶媒中の混合割合は、10質量%〜100質量%、さらに好ましくは20質量%〜90質量%、特に好ましくは30質量%〜80質量%である。このような比率にすることによって、電池の充放電特性に関わる電解液の伝導度を高めることができる。
また、環状カルボン酸エステルは、他の環状の非プロトン性溶媒と混合して使用することが好ましい。例えば、環状カルボン酸エステルと、環状カーボネート及び/又は鎖状カーボネートとの混合物が挙げられる。
環状エーテルの例としてジオキソランを挙げることができる。
鎖状の非プロトン性溶媒としては、鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、鎖状エーテル、鎖状リン酸エステルなどを用いることができる。
鎖状エーテルとして具体的には、ジメトキシエタンなどが挙げられる。
鎖状リン酸エステルとして具体的には、リン酸トリメチルなどが挙げられる。
本開示の非水電解液で使用する非水溶媒は、1種類でも複数種類を混合して用いてもよい。また、環状の非プロトン性溶媒のみを1種類又は複数種類用いても、鎖状の非プロトン性溶媒のみを1種類又は複数種類用いても、又は環状の非プロトン性溶媒及び鎖状のプロトン性溶媒を混合して用いてもよい。電池の負荷特性、低温特性の向上を特に意図した場合は、非水溶媒として環状の非プロトン性溶媒と鎖状の非プロトン性溶媒を組み合わせて使用することが好ましい。
本開示に係る非水電解質においては、本開示の目的を妨げない範囲で、非水溶媒中に、上記以外の他の化合物を含んでいてもよく、その他化合物として具体的には、ジメチルホルムアミド等のアミド類;メチル−N,N−ジメチルカーバメート等の鎖状カーバメート類;N−メチルピロリドン等の環状アミド類;N,N−ジメチルイミダゾリジノン等の環状ウレア類;エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル等のエチレングリコール誘導体;ビフェニル、フルオロビフェニル、o―ターフェニル、トルエン、エチルベンゼン、フルオロベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等の芳香族炭化水素等;無水マレイン酸、ノルボルネンジカルボン酸無水物などの炭素−炭素不飽和結合を有するカルボン酸無水物;フルオロエチレンカーボネートやジフルオロエチレンカーボネートなどのフッ素化カーボネート類;等を挙げることができる。
本開示の非水電解液中におけるその他化合物の含有量は、目的に応じて適宜選択できるが、0.001質量%〜10質量%が好ましく、0.05質量%〜5質量%であることが更に好ましい。
本開示の非水電解液は、種々の公知の電解質を使用することができ、通常、非水電解液用電解質として使用されているものであれば、いずれをも使用することができる。
電解質としては、リチウム塩が好ましい。
LiC(SO2R11)(SO2R12)(SO2R13)
LiN(SO2OR14)(SO2OR15)
LiN(SO2R16)(SO2OR17)
式中、R11〜R17は、炭素数1〜8のパーフルオロアルキル基である。R11〜R13は、互いに同一であっても異なっていてもよい。R14とR15は、互いに同一であっても異なっていてもよい。R16とR17は、互いに同一であっても異なっていてもよい。
リチウム塩は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
本開示のリチウム二次電池は、正極と、負極と、本開示の非水電解液と、を含む。
負極は、負極活物質及び負極集電体を含んでもよい。
負極における負極活物質としては、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属もしくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれた少なくとも1種(単独で用いてもよいし、これらの2種以上を含む混合物を用いてもよい)を用いることができる。
リチウム(又はリチウムイオン)との合金化が可能な金属もしくは合金としては、シリコン、シリコン合金、スズ、スズ合金などを挙げることができる。また、チタン酸リチウムでもよい。
これらの中でもリチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料が好ましい。このような炭素材料としては、カーボンブラック、活性炭、黒鉛材料(人造黒鉛、天然黒鉛)、非晶質炭素材料、等が挙げられる。上記炭素材料の形態は、繊維状、球状、ポテト状、フレーク状いずれの形態であってもよい。
上記黒鉛材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。人造黒鉛としては、黒鉛化MCMB、黒鉛化MCFなどが用いられる。また、黒鉛材料としては、ホウ素を含有するものなども用いることができる。また、黒鉛材料としては、金、白金、銀、銅、スズなどの金属で被覆したもの、非晶質炭素で被覆したもの、非晶質炭素と黒鉛を混合したものも使用することができる。
上記炭素材料としては、特にX線解析で測定した(002)面の面間隔d(002)が0.340nm以下の炭素材料が好ましい。また、炭素材料としては、真密度が1.70g/cm3以上である黒鉛又はそれに近い性質を有する高結晶性炭素材料も好ましい。以上のような炭素材料を使用すると、電池のエネルギー密度をより高くすることができる。
負極集電体の具体例としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられる。中でも、加工しやすさの点から特に銅が好ましい。
正極は、正極活物質及び正極集電体を含んでもよい。
正極における正極活物質としては、MoS2、TiS2、MnO2、V2O5などの遷移金属酸化物又は遷移金属硫化物、LiCoO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiNiO2、LiNiXCo(1−X)O2〔0<X<1〕、α−NaFeO2型結晶構造を有するLi1+αMe1−αO2(Meは、Mn、Ni及びCoを含む遷移金属元素、1.0≦(1+α)/(1−α)≦1.6)、LiNixCoyMnzO2〔x+y+z=1、0<x<1、0<y<1、0<z<1〕(例えば、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2等)、LiFePO4、LiMnPO4などのリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアセン、ジメルカプトチアジアゾール、ポリアニリン複合体などの導電性高分子材料等が挙げられる。これらの中でも、特にリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物が好ましい。負極がリチウム金属又はリチウム合金である場合は、正極として炭素材料を用いることもできる。また、正極として、リチウムと遷移金属との複合酸化物と、炭素材料と、の混合物を用いることもできる。
正極活物質は、1種類で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。正極活物質は導電性が不充分である場合には、導電性助剤とともに使用して正極を構成することができる。導電性助剤としては、カーボンブラック、アモルファスウィスカー、グラファイトなどの炭素材料を例示することができる。
正極集電体の具体例としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、タンタルなどの金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパーなどの炭素材料;等が挙げられる。
本開示のリチウム二次電池は、負極と正極との間にセパレータを含むことが好ましい。
セパレータは、正極と負極とを電気的に絶縁し且つリチウムイオンを透過する膜であって、多孔性膜や高分子電解質が例示される。
多孔性膜としては微多孔性高分子フィルムが好適に使用され、材質としてポリオレフィン、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル等が例示される。
特に、多孔性ポリオレフィンが好ましく、具体的には多孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィルム、又は多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとの多層フィルムを例示することができる。多孔性ポリオレフィンフィルム上には、熱安定性に優れる他の樹脂がコーティングされてもよい。
高分子電解質としては、リチウム塩を溶解した高分子や、電解液で膨潤させた高分子等が挙げられる。
本開示の非水電解液は、高分子を膨潤させて高分子電解質を得る目的で使用してもよい。
本開示のリチウム二次電池は、種々公知の形状をとることができ、円筒型、コイン型、角型、ラミネート型、フィルム型その他任意の形状に形成することができる。しかし、電池の基本構造は、形状によらず同じであり、目的に応じて設計変更を施すことができる。
本開示のリチウム二次電池の別の一例として、コイン型電池も挙げられる。
図1は、本開示のリチウム二次電池の別の一例であるコイン型電池の一例を示す概略斜視図である。
即ち、本開示のリチウム二次電池は、まず、負極と、正極と、前記非水電解液と、を含む充放電前のリチウム二次電池を作製し、次いで、該充放電前のリチウム二次電池を1回以上充放電させることによって作製されたリチウム二次電池(充放電されたリチウム二次電池)であってもよい。
なお、以下の実施例において、「添加量」は、最終的に得られる非水電解液中における含有量(即ち、最終的に得られる非水電解液全量に対する量)を表す。
また、「wt%」は、質量%を意味する。
以下の手順にて、リチウム二次電池を作製した。
(負極の作製)
人造黒鉛20質量部、天然黒鉛系黒鉛80質量部、カルボキシメチルセルロース1質量部及びSBRラテックス2質量部を水溶媒で混錬してペースト状の負極合剤スラリーを調製した。
次に、この負極合剤スラリーを厚さ18μmの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し乾燥した後に、ロールプレスで圧縮して負極集電体と負極活物質層からなるシート状の負極を得た。このときの負極活物質層の塗布密度は10mg/cm2であり、充填密度は1.5g/mlであった。
LiCoO2を90質量部、アセチレンブラック5質量部及びポリフッ化ビニリデン5質量部をN−メチルピロリジノンを溶媒として混錬してペースト状の正極合剤スラリーを調製した。
次に、この正極合剤スラリーを厚さ20μmの帯状アルミ箔の正極集電体に塗布し乾燥した後に、ロールプレスで圧縮して正極集電体と正極活物質とからなるシート状の正極を得た。このときの正極活物質層の塗布密度は30mg/cm2であり、充填密度は2.5g/mlであった。
「燐酸(ACS),85%」(広島和光製、水分14.8質量%)1gをジメチルカーボネート(DMC)100gに混合し、この混合溶液中に含まれる水の含有量(水分量)をカールフィッシャー滴定法にて測定したところ、1470質量ppmであった。そこに、100℃の真空オーブンで一晩乾燥させたモレキュラーシーブス(東ソー社製:ゼオラム)2.5gを投入し、5日間静置することにより、燐酸溶液を得た。この燐酸溶液中に含まれる水の含有量(水分量)を、カールフィッシャー滴定法にて測定したところ、12質量ppmであった。これにより、「燐酸(ACS),85%」が脱水されていることを確認した。その後、燐酸溶液からモレキュラーシーブスをろ過して取り除いた。
なお、カールフィッシャー滴定法による測定は水分測定装置(平沼社製、型番:AQV−300)を用いた。以下同様である。
非水溶媒としてエチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とメチルエチルカーボネート(EMC)とをそれぞれ34:33:33(質量比)の割合で混合し、混合溶媒を得た。
得られた混合溶媒中に、電解質であるLiPF6を、最終的に調製される非水電解液中における電解質濃度が1モル/リットルとなるように溶解させた。
得られた溶液に対して、モレキュラーシーブスを取り除いた後の燐酸溶液(脱水された燐酸溶液)を、最終的に調製される非水電解液の全質量に対する燐酸の含有量が0.05質量%となるように添加して、非水電解液を得た。
得られた非水電解液中に含まれる水の含有量(水分量)を、カールフィッシャー滴定法にて測定したところ、12質量ppmであった(表1参照)。
上述の負極を直径14mmで、上述の正極を直径13mmで、それぞれ円盤状に打ち抜いて、コイン状の電極(負極及び正極)を得た。また、厚さ20μmの微多孔性ポリエチレンフィルムを直径17mmの円盤状に打ち抜きセパレータを得た。
得られたコイン状の負極、セパレータ及びコイン状の正極を、この順序でステンレス製の電池缶(2032サイズ)内に積層し、非水電解液20μlを注入してセパレータと正極と負極に含漬させた。
さらに、正極上にアルミニウム製の板(厚さ1.2mm、直径16mm)及びバネを乗せ、ポリプロピレン製のガスケットを介して、電池缶蓋をかしめることにより電池を密封し、直径20mm、高さ3.2mmの図1で示す構成を有するコイン型のリチウム二次電池(以下、試験用電池と称する)を作製した。
得られたコイン型電池(試験用電池)について、以下の評価を実施した。
25℃の恒温槽中で、1mA定電流かつ4.2V定電圧で充電し、1mA定電流で2.85Vまで放電するサイクルを10サイクル行った。
次に、上記10サイクル後のコイン型電池に対し、25℃の恒温槽中で1mA定電流かつ4.2V定電圧で充電し、この25℃の恒温槽中で1mA定電流で2.85Vまで放電し、放電容量[mAh]を測定し、得られた値を初期放電容量[mAh]とした。後述の比較例1のコイン型電池についても同様にして、初期放電容量[mAh]を測定した。
これらの結果から、下記式により、比較例1での初期放電容量を100%としたときの実施例1での初期放電容量(相対値;%)として、「初期放電容量(相対値;%)」を求めた。
結果を表1に示す。
=(実施例1での初期放電容量[mAh]/比較例1での初期放電容量[mAh])×100[%]
初期放電容量測定後のコイン型電池に対し、定電圧4.2Vで充電し、充電したコイン型電池を80℃の恒温槽内に2日間保存(以下、この操作を「高温保存試験」とする)した。
上記高温保存試験後のコイン型電池に対し、定電圧3.9Vで充電し、コイン型電池を恒温槽内で−10℃に冷却し、−10℃においてSolartron社製装置を用いてインピーダンス測定を行い、0.2Hzでの抵抗値[Ω]を測定し、得られた値を高温保存後の抵抗値[Ω](−10℃)とした。後述の比較例1のコイン型電池についても同様にして、高温保存後の抵抗値[Ω](−10℃)を測定した。
これらの結果から、下記式により、比較例1での高温保存後の抵抗値[Ω](−10℃)を100%としたときの実施例1での高温保存後の抵抗値(相対値;%)として、「高温保存後の抵抗(−10℃)(相対値;%)」を求めた。
結果を表1に示す。
=(実施例1での高温保存後の抵抗値[Ω](−10℃)/(比較例1での高温保存後の抵抗値[Ω](−10℃))×100[%]
高温保存試験後にコイン型電池を冷却する際の恒温槽内の温度を−10℃から室温(25℃)に変更したこと以外は、前述の「高温保存後の抵抗(−10℃)(相対値;%)」と同様にして、下記式により、「高温保存後の抵抗(25℃)(相対値;%)」を求めた。
結果を表1に示す。
=(実施例1での高温保存後の抵抗値[Ω](25℃)/(比較例1での高温保存後の抵抗値[Ω](25℃))×100[%]
非水電解液の調製において、モレキュラーシーブスを取り除いた後の燐酸溶液(脱水された燐酸溶液)を、最終的に調製される非水電解液の全質量に対する燐酸の含有量が表1に示す含有量になるように添加したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表1に示す。
非水電解液の調製において、モレキュラーシーブスを取り除いた後の燐酸溶液(脱水された燐酸溶液)を添加しなかったこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表1に示す。
「−」は、該当する添加剤を含有しないことを意味する。表2も同様である。
非水電解液の調製において、モレキュラーシーブスを取り除いた後の燐酸溶液(脱水された燐酸溶液)を、最終的に調製される非水電解液の全質量に対する燐酸の含有量が0.2質量%になるように添加したこと及び、燐酸以外の添加剤を表2に示す種類及び量(0.5質量%)の組み合わせで添加したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表2に示す。
非水電解液の調製において、モレキュラーシーブスを取り除いた後の燐酸溶液(脱水された燐酸溶液)を添加しなかったこと以外は実施例101〜109と同様の操作を行った。
結果を表2に示す。
「VC」は、炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物の一例である、ビニレンカーボネートである。
「VEC」は、炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物の一例である、ビニルエチルカーボネートである。
化合物E11は、環状ジスルホン酸エステル化合物の一例である。
化合物E21は、環状ジスルホン酸エステル化合物の一例である。
「PS」は、スルトン化合物の一例である、1,3−プロパンスルトンである。
「PRS」は、スルトン化合物の一例である、1,3−プロペンスルトンである。
化合物Vは、環状硫酸エステル化合物の一例であり、既述の例示化合物22である。
「VDBB」は、ホウ酸エステル化合物の一例である、ホウ酸ビニルジブチルである。
「ADPM」は、ニトリル化合物の一例である、アジポニトリルである。
このことから、非水電解液が、燐酸及び添加剤(X)を両方含有する場合には、燐酸と添加剤(X)との組み合わせによる効果がより効果的に発揮されることがわかる。即ち、実施例101〜109の非水電解液によれば、高温保存後の電池抵抗の増加をより抑制できることがわかる。
また、上記結果から、燐酸として脱水処理した燐酸を用いることが、高温保存後の電池抵抗増加の抑制により有利であることがわかる。
2 負極
3 正極缶
4 封口板
5 セパレータ
6 ガスケット
7,8 スペーサー板
Claims (9)
- 燐酸を含有する電池用非水電解液。
- 前記燐酸が、脱水処理されている請求項1に記載の電池用非水電解液。
- 水の含有量が、30質量ppm以下である請求項1又は請求項2に記載の電池用非水電解液。
- さらに、炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物、スルトン化合物、環状ジスルホン酸エステル化合物、環状硫酸エステル化合物、ホウ酸エステル化合物、及びニトリル化合物からなる群から選択される少なくとも1種である添加剤(X)を含む請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
- 前記炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物が、下記式(A)又は下記式(B)で表される化合物であり、
前記スルトン化合物が、下記式(C)又は下記式(D)で表される化合物であり、
前記環状ジスルホン酸エステル化合物が、下記式(E)で表される化合物であり、
前記環状硫酸エステル化合物が、下記式(I)で表される化合物であり、
前記ホウ酸エステル化合物が、下記式(F)で表される化合物であり、
前記ニトリル化合物が、アジポニトリル又はスクシノニトリルである請求項4に記載の電池用非水電解液。
(式(A)中、R1及びR2は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基を表す。)
(式(B)中、R1〜R4は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数2〜6のアルケニル基、炭素数2〜6のアルキニル基を表す。ただし、R1〜R4の少なくとも1つは、炭素数2〜6のアルケニル基、又は炭素数2〜6のアルキニル基である。)
(式(C)中、R1〜R6は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基を表す。)
(式(D)中、R1〜R4は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基を表す。)
(式(E)中、R1は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基、又は炭素数1〜3のハロゲン化アルキレン基を表す。式(E)中、R2は、炭素数1〜10のアルキレン基、又は1,2−フェニレン基を表し、前記1,2−フェニレン基は、ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、又はシアノ基によって置換されていてもよい。)
(式(I)中、R1及びR2が、各々独立に、水素原子、炭素数1〜6のアルキル基、フェニル基、式(II)で表される基若しくは式(III)で表される基を表すか、又は、R1及びR2が一体となって、R1が結合する炭素原子及びR2が結合する炭素原子と共に、ベンゼン環若しくはシクロヘキシル環を形成する基を表す。
式(II)中、R3は、ハロゲン原子、炭素数1〜6のアルキル基、炭素数1〜6のハロゲン化アルキル基、炭素数1〜6のアルコキシ基、又は式(IV)で表される基を表す。式(II)、式(III)、及び式(IV)における波線は、結合位置を表す。
式(I)で表される環状硫酸エステル化合物中に、式(II)で表される基が2つ含まれる場合、2つの式(II)で表される基は、同一であっても互いに異なっていてもよい。)
(式(F)中、R1、R2及びR3は、各々独立に、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数2〜12のアルケニル基、炭素数2〜12のアルキニル基、又は炭素数3〜12のトリアルキルシリル基を表す。) - 前記炭素−炭素不飽和結合を含む環状カーボネート化合物が、ビニレンカーボネート又はビニルエチレンカーボネートであり、
前記スルトン化合物が、1,3−プロパンスルトン又は1,3−プロペンスルトンであり、
前記環状ジスルホン酸エステル化合物が、下記式(E11)又は下記式(E21)で表される化合物であり、
前記環状硫酸エステル化合物が、下記式(V)又は下記式(VI)で表される化合物であり、
前記ホウ酸エステル化合物が、ホウ酸ビニルジブチル又はホウ酸プロパルギルジブチルである請求項4又は請求項5に記載の電池用非水電解液。
- 前記燐酸の含有量が、0.01質量%〜5質量%である請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。
- 正極と、
金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の電池用非水電解液と、
を含むリチウム二次電池。 - 請求項8に記載のリチウム二次電池を充放電させて得られたリチウム二次電池。
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---|---|
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Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109659612A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-19 | 惠州锂威新能源科技有限公司 | 一种高电压电解液及含有该电解液的锂离子电池 |
CN111446501A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-24 | 青岛滨海学院 | 一种含-f和-b两基团化合物的电解液及其电化学装置 |
CN112366350A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-02-12 | 万向一二三股份公司 | 一种电解液添加剂、含有该添加剂的电解液及锂离子电池 |
WO2021043175A1 (zh) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 孚能科技(赣州)股份有限公司 | 一种硅氰基磺酸内酯化合物、锂离子电池电解液和锂离子二次电池 |
JP2022045347A (ja) * | 2020-09-08 | 2022-03-18 | ダイキン工業株式会社 | 含フッ素カルボン酸塩化合物 |
CN115064770A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-09-16 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种锂离子电池 |
WO2022211425A1 (ko) | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지 |
KR20220153404A (ko) | 2021-05-11 | 2022-11-18 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지 |
WO2022255224A1 (ja) | 2021-06-04 | 2022-12-08 | 三井化学株式会社 | 電池用非水電解液、リチウム二次電池前駆体、リチウム二次電池の製造方法、及びリチウム二次電池 |
KR20240044883A (ko) | 2022-09-29 | 2024-04-05 | 주식회사 엘지화학 | 화합물, 이를 포함하는 비수 전해액 및 리튬 이차전지 |
KR20240044882A (ko) | 2022-09-29 | 2024-04-05 | 주식회사 엘지화학 | 화합물, 이를 포함하는 비수 전해액 및 리튬 이차전지 |
KR102672385B1 (ko) * | 2018-12-18 | 2024-06-04 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 리튬 이차 전지 |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001015157A (ja) * | 1999-07-01 | 2001-01-19 | Sony Corp | 電解液およびそれを用いた二次電池 |
JP2003132946A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-09 | Mitsui Chemicals Inc | 非水電解液およびそれを用いた二次電池 |
JP2007234854A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気化学素子 |
JP2013211257A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-10-10 | Toshiba Corp | 非水電解質電池およびパック電池 |
JP2015149234A (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-20 | 三井化学株式会社 | 電池用非水電解液、及びリチウム二次電池 |
JP2015195135A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 三井化学株式会社 | 電池用非水電解液、及びリチウム二次電池 |
JP2016100100A (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-30 | セントラル硝子株式会社 | 非水電解液電池用電解液及びリチウム非水電解液電池 |
JP2016134445A (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 三洋化成工業株式会社 | 電解質、それを含む電解液及びそれを用いた電気化学素子 |
WO2016167316A1 (ja) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
-
2017
- 2017-03-16 JP JP2017051003A patent/JP2018156761A/ja active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001015157A (ja) * | 1999-07-01 | 2001-01-19 | Sony Corp | 電解液およびそれを用いた二次電池 |
JP2003132946A (ja) * | 2001-10-24 | 2003-05-09 | Mitsui Chemicals Inc | 非水電解液およびそれを用いた二次電池 |
JP2007234854A (ja) * | 2006-03-01 | 2007-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電気化学素子 |
JP2013211257A (ja) * | 2012-02-27 | 2013-10-10 | Toshiba Corp | 非水電解質電池およびパック電池 |
JP2015149234A (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-20 | 三井化学株式会社 | 電池用非水電解液、及びリチウム二次電池 |
JP2015195135A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | 三井化学株式会社 | 電池用非水電解液、及びリチウム二次電池 |
JP2016100100A (ja) * | 2014-11-19 | 2016-05-30 | セントラル硝子株式会社 | 非水電解液電池用電解液及びリチウム非水電解液電池 |
JP2016134445A (ja) * | 2015-01-16 | 2016-07-25 | 三洋化成工業株式会社 | 電解質、それを含む電解液及びそれを用いた電気化学素子 |
WO2016167316A1 (ja) * | 2015-04-14 | 2016-10-20 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109659612A (zh) * | 2018-12-18 | 2019-04-19 | 惠州锂威新能源科技有限公司 | 一种高电压电解液及含有该电解液的锂离子电池 |
CN109659612B (zh) * | 2018-12-18 | 2021-09-24 | 惠州锂威新能源科技有限公司 | 一种高电压电解液及含有该电解液的锂离子电池 |
KR102672385B1 (ko) * | 2018-12-18 | 2024-06-04 | 엔지케이 인슐레이터 엘티디 | 리튬 이차 전지 |
WO2021043175A1 (zh) * | 2019-09-02 | 2021-03-11 | 孚能科技(赣州)股份有限公司 | 一种硅氰基磺酸内酯化合物、锂离子电池电解液和锂离子二次电池 |
CN112366350A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-02-12 | 万向一二三股份公司 | 一种电解液添加剂、含有该添加剂的电解液及锂离子电池 |
CN111446501A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-24 | 青岛滨海学院 | 一种含-f和-b两基团化合物的电解液及其电化学装置 |
JP2022045347A (ja) * | 2020-09-08 | 2022-03-18 | ダイキン工業株式会社 | 含フッ素カルボン酸塩化合物 |
JP7480095B2 (ja) | 2020-09-08 | 2024-05-09 | ダイキン工業株式会社 | 含フッ素カルボン酸塩化合物 |
KR20220135208A (ko) | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지 |
WO2022211425A1 (ko) | 2021-03-29 | 2022-10-06 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지 |
KR20220153404A (ko) | 2021-05-11 | 2022-11-18 | 주식회사 엘지화학 | 리튬 이차전지용 비수전해액 첨가제, 이를 포함하는 리튬 이차전지용 비수전해액 및 리튬 이차전지 |
WO2022255224A1 (ja) | 2021-06-04 | 2022-12-08 | 三井化学株式会社 | 電池用非水電解液、リチウム二次電池前駆体、リチウム二次電池の製造方法、及びリチウム二次電池 |
WO2024037187A1 (zh) * | 2022-08-18 | 2024-02-22 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种锂离子电池 |
CN115064770A (zh) * | 2022-08-18 | 2022-09-16 | 深圳新宙邦科技股份有限公司 | 一种锂离子电池 |
KR20240044883A (ko) | 2022-09-29 | 2024-04-05 | 주식회사 엘지화학 | 화합물, 이를 포함하는 비수 전해액 및 리튬 이차전지 |
KR20240044882A (ko) | 2022-09-29 | 2024-04-05 | 주식회사 엘지화학 | 화합물, 이를 포함하는 비수 전해액 및 리튬 이차전지 |
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