JP2019067700A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
また、「非水電解液二次電池」とは、非水電解液(典型的には、非水溶媒中に支持電解質を含む非水電解液)を備えた電池をいう。
上記無極性溶媒は、n−ヘプタンまたはトルエンを含む。無極性溶媒は、誘電率が非常に低いため、脱溶媒和エネルギーが小さい溶媒である。n−ヘプタンおよびトルエンは、電位窓が高いため高耐久性(高い耐電圧)を有する。また、非水電解液がn−ヘプタンおよびトルエンを含有することによって、粘度を低くすることができ、これによりイオン導電性が高くなる。上記無極性溶媒は、本発明の効果を著しく損なわない範囲内でその他の無極性溶媒を含有していてもよい。その他の無極性溶媒の例としては、n−ヘキサン、n−オクタン、ベンゼン等が挙げられる。
上記添加溶媒は、アセトンを含む。添加溶媒は、無極性溶媒と極性溶媒とを相溶させる溶媒であり、また塩を高解離度で溶解させる成分であり、イオン導電率の向上にも寄与する。上記添加溶媒は、本発明の効果を著しく損なわない範囲内でアセトン以外の添加溶媒を含有していてもよい。アセトン以外の添加溶媒の例としては、β−ジケトン類(例、アセチルアセトン、テノイルフルオロアセトン、ジベンゾイルメタン等)、ジアミン類(例、テトラメチルエチレンジアミン、エチレンジアミン等)、ピペリジン、クラウンエーテル(例、12−クラウン−4等)などのキレート剤として機能する溶媒や、メチル−tert−ブチルエーテル、トリエチルアミン、ピリジン、1,4−ジオキサン、イソプロピルエーテル、エチレングリコールなどの両性溶媒が挙げられる。
上記無極性アニオン塩は、リチウムテトラフェニルボレートを含む。無極性アニオン塩の無極性アニオンは、上記無極性溶媒に溶解する。
上記有機イミド塩は、リチウムビス(フルオロスルホニウム)イミド(LiFSI)を含む。LiFSIは、結合エネルギーの低い塩であり、よって解離する能力が高くイオン導電性が高い。上記有機イミド塩は、本発明の範囲を著しく損なわない範囲内で、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、リチウムトリフラート等の結合エネルギーの低い塩を含有していてもよい。
上記非水電解液中の上記カーボネート系溶媒の含有割合は70モル%以上である。
正極活物質として粒子径5μmのLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2と、導電材とを混合し、分散媒を加えてスラリーを作製した。このスラリーをアルミ箔上に目付10mg/cm2で塗工し、真空乾燥して活物質層を形成した後、電極面積25cm2にカットして正極を得た。
負極活物質として粒子径10μmの天然黒鉛に分散剤を加えてスラリーを作製した。このスラリーを銅箔上に目付8mg/cm2で塗工し、真空乾燥して活物質層を形成した後、電極面積25cm2にカットして負極を得た。
セパレータとして、空隙率約48%のポリエチレンシートを用意した。
正極の活物質層と負極の活物質層とが対向し、かつ正極と負極とが絶縁されるように、正極、セパレータ、および負極を積層して電極体を得た。
得られた電極体をラミネートフィルムに固定した後、非水電解液を注入し、封止した。
その後、50℃、1Cでの充放電を5回繰り返して活性化を行って、評価用リチウムイオン二次電池を得た。
非水電解液としては、カーボネート系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)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを1:1:1の体積比で含む混合溶媒を、無極性溶媒としてn−ヘプタンを、添加溶媒としてアセトンを、無極性アニオン塩としてリチウムテトラフェニルボレート(LiBPh4)を、有機イミド塩として、リチウムビス(フルオロスルホニウム)イミド(LiFSI)を含有するものを用いた。この非水電解液において、無極性溶媒と、添加溶媒と、無極性アニオン塩と、有機イミド塩の含有比は、25モル%:25モル%:25モル%:25モル%とした。非水電解液中の、無極性溶媒、添加溶媒、および混合塩の添加量(合計含有割合)は、0モル%、5モル%、10モル%、15モル%、20モル%、25モル%、または30モル%とした。
結果を図3に示す。
無極性溶媒としてn−ヘプタンの代わりにトルエンを用いた以外は実験Aと同様の方法で評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
この評価用リチウムイオン二次電池について、実験Aと同様の方法で、充放電1サイクル後、10サイクル後、および100サイクル後について内部抵抗を測定した。
結果を図4に示す。
無極性溶媒としてn−ヘプタンの代わりにトルエンを用い、混合塩ではなくLiBPh4のみを用いた以外は実験Aと同様の方法で評価用リチウムイオン二次電池を作製した。
この評価用リチウムイオン二次電池について、実験Aと同様の方法で、充放電1サイクル後、10サイクル後、および100サイクル後について内部抵抗を測定した。
結果を図5に示す。
無極性溶媒としてn−ヘプタンの代わりにトルエンを用い、混合塩ではなくLiFSIのみを用いた以外は実験Aと同様の方法で評価用リチウムイオン二次電池を作製した。なお、実験Dでは、無極性アニオン塩が使用されていないため、非水電解液において相分離が見られた。
この評価用リチウムイオン二次電池について、実験Aと同様の方法で、充放電1サイクル後、10サイクル後、および100サイクル後について内部抵抗を測定した。
結果を図6に示す。
特に実験Aでは、非水電解液中の、無極性溶媒、添加溶媒、および混合塩の添加量が20モル%において内部抵抗が最小値となっており、このとき、出力では従来と比べて約4.2%増加する。
特に実験Bでは、非水電解液中の、無極性溶媒、添加溶媒、および混合塩の添加量が25モル%において内部抵抗が最小値となっており、このとき、出力では従来と比べて約2.1%増加する。
また、実験Aの系の非水電解液および実験Bの系の非水電解液について、脱溶媒和エネルギーを求めた。
これに対し、脱溶媒和エネルギーについては、実験Aの系では、従来の系と比べて、0.482倍に抑えられており、実験Bの系でも、従来の系と比べて0.5倍程度に抑えられていた。
イオン導電率は、内部抵抗(DC−IR)と相関があると考えられるが、実験Aの系と実験Bとの系とで傾向に違いがあり、脱溶媒和エネルギーに関しては、実験Aの系と実験Bの系とで同じ傾向が見られた。よって、反応抵抗においては、Li周囲での脱溶媒和が律速過程となっており、誘電率が非常に低い無極性溶媒を用いることによって、脱溶媒和エネルギーを低くすることができることがわかる。
30 電池ケース
36 安全弁
42 正極端子
42a 正極集電板
44 負極端子
44a 負極集電板
50 正極シート(正極)
52 正極集電体
52a 正極活物質層非形成部分
54 正極活物質層
60 負極シート(負極)
62 負極集電体
62a 負極活物質層非形成部分
64 負極活物質層
70 セパレータシート(セパレータ)
100 リチウムイオン二次電池
Claims (1)
- 正極と、負極と、非水電解液と、を含む非水電解液二次電池であって、
前記非水電解液は、カーボネート系溶媒と、無極性溶媒と、添加溶媒と、無極性アニオン塩および有機イミド塩の混合塩とを、含有し、
前記カーボネート系溶媒は、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとを1:1:1の体積比で含み、
前記無極性溶媒は、n−ヘプタンまたはトルエンを含み、
前記添加溶媒は、アセトンを含み、
前記無極性アニオン塩は、リチウムテトラフェニルボレートを含み、
前記有機イミド塩は、リチウムビス(フルオロスルホニウム)イミドを含み、
前記非水電解液中の、前記無極性溶媒、前記添加溶媒、および前記混合塩の合計含有割合が、30モル%以下であり、
前記無極性溶媒と、前記添加溶媒と、前記無極性アニオン塩と、前記有機イミド塩の含有比が、25モル%:25モル%:25モル%:25モル%
であることを特徴とする非水電解液二次電池。
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CN111668542A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-15 | 上海枭源能源科技有限公司 | 含卤代苯磺酰胺的非水电解液及一种锂二次电池 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006172726A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP2006216378A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2008529236A (ja) * | 2005-02-15 | 2008-07-31 | エルジー・ケム・リミテッド | アンモニウム化合物を含む電解質のリチウム二次バッテリー |
JP2008269982A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池 |
JP2010537389A (ja) * | 2008-02-22 | 2010-12-02 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | 電池の負極、及びそれを用いたリチウムイオン電池 |
WO2016143295A1 (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 国立大学法人東京大学 | リチウムイオン二次電池 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006172726A (ja) * | 2004-12-13 | 2006-06-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP2006216378A (ja) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2008529236A (ja) * | 2005-02-15 | 2008-07-31 | エルジー・ケム・リミテッド | アンモニウム化合物を含む電解質のリチウム二次バッテリー |
JP2008269982A (ja) * | 2007-04-20 | 2008-11-06 | Mitsubishi Chemicals Corp | 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池 |
JP2010537389A (ja) * | 2008-02-22 | 2010-12-02 | ビーワイディー カンパニー リミテッド | 電池の負極、及びそれを用いたリチウムイオン電池 |
WO2016143295A1 (ja) * | 2015-03-10 | 2016-09-15 | 国立大学法人東京大学 | リチウムイオン二次電池 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111668542A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-09-15 | 上海枭源能源科技有限公司 | 含卤代苯磺酰胺的非水电解液及一种锂二次电池 |
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