JP2022102227A - 非水系電解液の酸又は水分低減剤、それを含む非水系電解液、及び非水電解液を含むリチウム二次電池、並びに非水系電解液の酸又は水分を低減する方法 - Google Patents

非水系電解液の酸又は水分低減剤、それを含む非水系電解液、及び非水電解液を含むリチウム二次電池、並びに非水系電解液の酸又は水分を低減する方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2022102227A
JP2022102227A JP2020216838A JP2020216838A JP2022102227A JP 2022102227 A JP2022102227 A JP 2022102227A JP 2020216838 A JP2020216838 A JP 2020216838A JP 2020216838 A JP2020216838 A JP 2020216838A JP 2022102227 A JP2022102227 A JP 2022102227A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous electrolyte
electrolyte solution
meth
isocyanate group
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2020216838A
Other languages
English (en)
Inventor
吉幸 五十嵐
Yoshiyuki Igarashi
恵子 松原
Keiko Matsubara
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LG Energy Solution Ltd
Original Assignee
LG Energy Solution Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by LG Energy Solution Ltd filed Critical LG Energy Solution Ltd
Priority to JP2020216838A priority Critical patent/JP2022102227A/ja
Priority to KR1020210187857A priority patent/KR20220092812A/ko
Publication of JP2022102227A publication Critical patent/JP2022102227A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

【課題】酸及び／又は水分を低減することにより、高温条件下においても電池特性の低下を抑えることができ、優れたサイクル寿命を有する電解液を提供すること。【解決手段】イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを含む、非水系電解液の酸又は水分低減剤。【選択図】図１

Description

本発明は、非水系電解液の酸又は水分低減剤、それを含む非水系電解液、及び非水電解液を含むリチウム二次電池、並びに非水系電解液の酸又は水分を低減する方法に関する。
リチウム二次電池は携帯電話やノートパソコンなどの携帯機器だけでなく、自動車用及び産業用等の蓄電池として、さらにドローンなどの新たな用途としても広く使用されている。リチウム二次電池はそもそもエネルギー密度が他の種類の二次電池よりも比較的高いものの、さらに高エネルギー密度のリチウム二次電池を製造するため、正極活物質としてニッケルを高い比率で含有する材料を用いることなどが検討されている。
従来、リチウム二次電池の正極活物質としてはコバルト酸リチウム（ＬＣＯ）が使用されてきたが、ニッケルを含有するニッケル－コバルト－マンガン（ＮＣＭ）の採用が拡大している。また、ニッケル－コバルト－アルミニウム（ＮＣＡ）三元系材料の使用についても検討が進められている。これらの三元系材料は高エネルギー密度の観点だけでなく、コスト競争力の観点からも、コバルトの使用を低減させることができるため有利である。
また、負極活物質としてケイ素を含有する材料を使用する技術の開発も進んでいる。ケイ素を含有した材料は理論容量が大きいため特に大容量が必要とされる自動車用途への適用が期待されている。
これらの正極活物質及び負極活物質を使用した場合に最適な電解液の検討も進んでいる。電解液に含まれる材料のうち、微量に含まれる水分の影響により電解質が劣化してしまうことが知られている。例えば、電解質としてＬｉＰＦ６を使用した場合には、以下の反応が起きることにより電解質が分解し、酸分を生じることとなる。
ＬｉＰＦ６＋Ｈ２Ｏ→ＬｉＦ＋ＰＯＦ３＋２ＨＦ
このようにして発生した酸分はＳｉＯなどのケイ素を含有する負極材料の表面又はその表面に形成した被膜と反応して、インピーダンスが上昇することにより電池特性を低下させてしまうことが分かっている。また、正極活物質としてニッケルを含有する材料を使用した場合には、材料中の残留アルカリ分が多いため、酸分を発生させる反応を加速させてしまうおそれがある。
特開２０１９－１８６０７８号公報には、孤立電子対を有する窒素原子を含む化合物からなる群から選択される少なくとも１種である添加剤を非水電解液に含ませることにより、フッ化水素の生成を抑制することが記載されている。しかしながら、負極としてグラファイトを使用した場合には効果があることが実証されているものの、ケイ素を含有する材料を用いた場合に負極及びその表面の被膜に対する影響については明らかになっていなかった。
国際公開第２０１２／１４７５０２号及び国際公開第２０１４／１２５９４６号には、二次電池用非水電解液にイソシアネート基を有する化合物を添加剤として加えることにより、低温から高温に至るまでの充放電特性を改善することが開示されている。しかしながら、これらの文献には負極に被膜を形成することは開示されているものの、酸及び水分に対する影響については開示されていない。
特開２０１９－１８６０７８号公報 国際公開第２０１２／１４７５０２号 国際公開第２０１４／１２５９４６号
そこで、正極にニッケル含有材料、負極にケイ素含有材料を使用した場合であっても、電解液の特性を安定させることができる酸又は水分低減剤、並びに酸及び／又は水分を低減することにより、優れた電池特性及びサイクル寿命を有する電解液が求められていた。
本発明は、上記従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、酸及び／又は水分を低減することにより、高温条件下においても電池特性の低下を抑えることができ、優れたサイクル寿命を有する電解液を提供することを目的とする。
本発明者らは上記課題について鋭意検討した結果、予期しないことに、電解液の酸又は水分低減剤として、イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを使用することにより、高温条件下でも優れた容量密度を維持することができることを見出し本発明に到達した。
本発明の目的は、イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを含む、非水系電解液の酸又は水分低減剤によって達成される。
前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、イソシアネート基を含有する（メタ）アクリレートであることが好ましい。
前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、以下の化合物：
Figure 2022102227000002
 から選択されることが好ましい。
前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、２－イソシアナトエチルアクリレート又は２－イソシアナトエチルメタクリレートであることが好ましい。
本発明はまた、本発明の酸又は水分低減剤を含む、非水系電解液にも関する。
前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、非水系電解液の全質量に対して、０．１～１質量％の量で含まれることが好ましい。
本発明の非水系電解液は、環状カーボネート及び鎖状カーボネートをさらに含むことが好ましい。
本発明の非水系電解液は、リチウム塩をさらに含むことが好ましく、リチウム塩はＬｉＰＦ６を含むことが好ましい。
本発明はまた、
正極、
負極、
前記正極と前記負極との間に配置された、本発明の非水系電解液
を含む、リチウム二次電池にも関する。
前記正極は、ニッケル－コバルト－マンガン（ＮＣＭ）又はニッケル－コバルト－アルミニウム（ＮＣＡ）三元系材料を含むことが好ましい。
前記負極は、ケイ素を含有する材料を含むことが好ましい。
本発明はまた、非水系電解液に前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを加えることを含む、非水系電解液の酸又は水分を低減する方法にも関する。
本発明によれば、イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを非水系電解液の酸又は水分低減剤として用いることによって、リチウム二次電池に水が混入した場合であっても酸分を発生しにくくすることができるため、高温条件下においても電池特性の低下を抑えることができ、優れたサイクル寿命を有する電解液を提供することができる。
実施例１及び２、並びに比較例１の充放電サイクル試験の結果得られた、サイクル数と容量の関係を表したグラフを示す。
本発明の非水系電解液の酸又は水分低減剤は、イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを含む。好ましくは、本発明の非水系電解液の酸又は水分低減剤は、イソシアネート基を含有する（メタ）アクリレートを含む。
本発明の非水系電解液の酸又は水分低減剤に含まれるイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、分子内にイソシアネート基又はアミド結合を１つ含有していてもよく、或いは分子内にイソシアネート基又はアミド結合を２つ以上含有していてもよい。また、それ以外に分子内に含まれる基及び結合は特に限定されない。
一態様において、本発明の非水系電解液の酸又は水分低減剤に含まれるイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、以下の化合物：
Figure 2022102227000003
 から選択される。
特に、分子の末端にイソシアネート基を含有する（メタ）アクリレートが好ましく用いられ、以下の一般式（１）：
Figure 2022102227000004
 （式中、Ｒ１は水素原子又はメチル基であり、Ｒ２は２価の有機基である）
で表される化合物であることが好ましい。
一般式（１）において、Ｒ２は２価の有機基であり、例えばアルキレン基、アリーレン基、及びアルケニレン基が挙げられる。Ｒ２は、炭素数１～６のアルキレン基であることが好ましく、炭素数１～３のアルキレン基であることがより好ましい。
好ましくは、本発明の非水系電解液の酸又は水分低減剤に含まれるイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、２－イソシアナトエチルメタクリレート、２－イソシアナトエチルアクリレート、１，１－（ビスアクリロイルオキシメチル）エチルイソシアネート、２－［０－（１’－メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ］エチルメタクリレート又は２－［０－（１’－メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ］エチルアクリレートである。より好ましくは、本発明の非水系電解液の酸又は水分低減剤に含まれるイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、２－イソシアナトエチルアクリレート又は２－イソシアナトエチルメタクリレートである。
本発明の非水系電解液の酸又は水分低減剤に含まれるイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは一種類を単独で用いることもでき、複数の化合物を組み合わせて用いることもできる。
本発明はまた、本発明の酸又は水分低減剤を含む、非水系電解液にも関する。非水系電解液に含まれるイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートは、非水系電解液の全質量に対して、０．１～１質量％の量で含まれることが好ましく、０．２～０．９質量％の量で含まれることがより好ましく、０．３～０．８質量％の量で含まれることが最も好ましい。酸又は水分低減剤としてのイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを上記範囲内の量で含むことにより、電池内での酸又は水分発生反応を効果的に抑制することができる。
本発明の非水系電解液は、環状カーボネート、鎖状カーボネート、エーテル化合物、エステル化合物及びアミド化合物等の有機溶媒をさらに含むことが好ましい。これらの有機溶媒は単独で使用してもよく、複数を混合して使用してもよい。好ましくは、本発明の非水系電解液は、有機溶媒として環状カーボネート及び鎖状カーボネートを含む。
環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、１，２－ジエチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、１－メチル－２－ビニルエチレンカーボネート、１－エチル－２－ビニルエチレンカーボネート、１－メチル－２－ビニルエチレンカーボネート、１，１－ジビニルエチレンカーボネート、１，２－ジビニルエチレンカーボネート、１，１－ジメチル－２－メチレンエチレンカーボネート、１，１－ジエチル－２－メチレンエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、１，２－ジエチニルエチレンカーボネート、１，２－ブチレンカーボネート、２，３－ブチレンカーボネート、１，２－ペンチレンカーボネート、２，３－ペンチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、及びこれらの組み合わせが挙げられる。また、鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）、メチルイソプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、プロピルブチルカーボネート、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
環状カーボネートとして、フッ素原子を含有する環状カーボネートを含むこともできる。フッ素原子を含有する環状カーボネートとしては、フルオロビニレンカーボネート、トリフルオロメチルビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、１，２－ジフルオロエチレンカーボネート、１，１－ジフルオロエチレンカーボネート、１，１，２－トリフルオロエチレンカーボネート、テトラフルオロエチレンカーボネート、１－フルオロ－２－メチルエチレンカーボネート、１－フルオロ－１－メチルエチレンカーボネート、１，２－ジフルオロ－１－メチルエチレンカーボネート、１，１，２－トリフルオロ－２－メチルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、４－フルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン、トランス若しくはシス－４，５－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－エチニル－１，３－ジオキソラン－２－オン、及びこれらの組み合わせが挙げられる
特に、カーボネートのうち、環状カーボネートであるエチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートは、高粘度の有機溶媒であって、誘電率が高く電解質中のリチウム塩を解離させやすいため好適に使用可能であり、このような環状カーボネートに、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、及びエチルメチルカーボネートなどの低粘度かつ低誘電率の鎖状カーボネートを適当な割合で混合して用いると、高い電気伝導率を有する電解液を作製することができるため、好ましい。
本発明の非水系電解液は、環状エーテル又は鎖状エーテルなどのエーテル化合物をさらに含むこともできる。環状エーテルの例としては、テトラヒドロフラン及び２－メチルテトラヒドロフランなどが挙げられる。また、本発明の非水系電解液は鎖状エーテルをさらに含むこともできる。鎖状エーテルの例としては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、メチルエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、及びエチルプロピルエーテルなどが挙げられる。
本発明の非水系電解液は、カルボン酸エステルなどのエステル化合物をさらに含むこともできる。カルボン酸エステルの例としては、ギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸プロピル、吉草酸メチル、吉草酸エチル、吉草酸プロピル、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、γ－カプロラクトン、σ－バレロラクトン、ε－カプロラクトン、これらのカルボン酸エステルの水素の一部をフッ素で置換した化合物、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
上記以外にも、本発明の非水系電解液は、本発明の目的を損なわない限り特に限定なくその他の溶媒、例えばポリエーテル、硫黄含有溶媒及びリン含有溶媒などを含むことができる。
本発明の非水系電解液は環状カーボネート及び鎖状カーボネートの混合物を含むことができ、環状カーボネート及び鎖状カーボネートの割合は、１：９～９：１の体積比であることが好ましく、２：８～８：２の体積比であることがより好ましい。
本発明の非水系電解液は、二次電池として一般的に使用されている電解質を含むことができる。電解質は二次電池の中で電気化学反応に関与するイオンを輸送する媒体として作用する。特に本発明はリチウム二次電池用の電解液として有用であり、この場合には電解質としてリチウム塩を含む。
本発明の非水系電解液に含まれるリチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ１２Ｆ１２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＦＳＯ３、Ｌｉ２ＳｉＦ６、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＣＨ３ＣＯ２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＦ２ＳＯ３、ＬｉＣＦ３（ＣＦ２）７ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＦ２（ＣＦ３）２ＣＯ、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２ＣＨ、ＬｉＮＯ３、ＬｉＮ（ＣＮ）２、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｆ２ＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＰ（ＣＦ３）６、ＬｉＰＦ（ＣＦ３）５、ＬｉＰＦ２（ＣＦ３）４、ＬｉＰＦ３（ＣＦ３）３、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ２Ｃ２Ｏ４、ＬｉＢＣ４Ｏ８、ＬｉＢＦ２（ＣＦ３）２、ＬｉＢＦ２（Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＢＦ２（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ２（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＯ４、ＬｉＡｌＦ４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＦ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、及びＬｉＡｌＣｌ４などが挙げられる。特に、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、及びＬｉＣｌＯ４などの無機塩が好ましく、ＬｉＰＦ６がより好ましい。リチウム塩は１種類を単独で用いることができ、複数のリチウム塩を組み合わせて用いることもできる。
電解質の含有量は特に限定されないが、非水系電解液の全質量に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ～５ｍｏｌ／Ｌ以下、好ましくは０．５ｍｏｌ／Ｌ～３ｍｏｌ／Ｌ以下、より好ましくは０．５ｍｏｌ／Ｌ～２ｍｏｌ／Ｌ以下の量で含まれる。電解質の量を上記範囲とすることにより、十分な電池特性を得ることができる。
本発明の非水系電解液は、少なくとも１種の添加剤をさらに含んでもよい。添加剤としては、難燃剤、湿潤剤、安定化剤、防食剤、ゲル化剤、過充電防止剤、及び負極被膜形成添加剤などが挙げられる。
本発明はまた、
正極、
負極、
前記正極と前記負極との間に配置された、本発明の非水系電解液
を含む、リチウム二次電池にも関する。
本発明の非水系電解液を含むリチウム電池は、公知のリチウム二次電池に用いることができる正極及び負極を限定なく用いることができ、本発明の非水系電解液とともに容器に収容することにより構成することができる。また、正極と負極との間にセパレータを介在させることもできる。
本発明のリチウム二次電池に用いられる正極は、例えば正極集電体上に、正極活物質、バインダー、導電材、及び溶媒などを含む正極スラリーをコーティングした後、乾燥及び圧延することにより製造することができる
正極集電体としては、本発明のリチウム二次電池に化学的変化を誘発することなく、導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、又はアルミニウム若しくはステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン、及び銀などで表面処理を施したものなどを用いることができる。
正極活物質は、リチウムの可逆的な吸蔵及び放出が可能な化合物であり、具体的には、コバルト、マンガン、ニッケル、又はアルミニウムなどの１種以上の金属とリチウムを含むリチウム複合金属酸化物を含んでもよい。より具体的に、前記リチウム複合金属酸化物は、リチウム－マンガン系酸化物（例えば、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４など）、リチウム－コバルト系酸化物（例えば、ＬｉＣｏＯ２など）、リチウム－ニッケル系酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ２など）、リチウム－ニッケル－マンガン系酸化物（例えば、ＬｉＮｉ１－ｙ１Ｍｎｙ１Ｏ２（ここで、０＜ｙ１＜１）、ＬｉＭｎ２－ｚ１ＮｉｚＯ４（ここで、０＜Ｚ１＜２）など）、リチウム－ニッケル－コバルト系酸化物（例えば、ＬｉＮｉ１－ｙ２Ｃｏｙ２Ｏ２（ここで、０＜ｙ２＜１）など）、リチウム－マンガン－コバルト系酸化物（例えば、ＬｉＣｏ１－ｙ３Ｍｎｙ３Ｏ２（ここで、０＜ｙ３＜１）、ＬｉＭｎ２－ｚ２Ｃｏｚ２Ｏ４（ここで、０＜Ｚ２＜２）など）、リチウム－ニッケル－マンガン－コバルト系酸化物（例えば、Ｌｉ（Ｎｉｐ１Ｃｏｑ１Ｍｎｒ１）Ｏ２（ここで、０＜ｐ１＜１、０＜ｑ１＜１、０＜ｒ１＜１、ｐ１＋ｑ１＋ｒ１＝１）、又はＬｉ（Ｎｉｐ２Ｃｏｑ２Ｍｎｒ２）Ｏ４（ここで、０＜ｐ２＜２、０＜ｑ２＜２、０＜ｒ２＜２、ｐ２＋ｑ２＋ｒ２＝２）など）、又はリチウム－ニッケル－コバルト－遷移金属（Ｍ）酸化物（例えば、Ｌｉ（Ｎｉｐ３Ｃｏｑ３Ｍｎｒ３ＭＳ３）Ｏ２（ここで、Ｍは、Ａｌ、Ｆｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｍｇ、及びＭｏからなる群から選択され、ｐ３、ｑ３、ｒ３、及びｓ３は、それぞれ独立した元素の原子分率であって、０＜ｐ３＜１、０＜ｑ３＜１、０＜ｒ３＜１、０＜ｓ３＜１、ｐ３＋ｑ３＋ｒ３＋ｓ３＝１である）など）などが挙げられ、これらを単独で含んでもよく、又は２つ以上を含んでもよい。
好ましくは、電池の容量特性及び安定性を高めることができるという点から、前記リチウム複合金属酸化物は、ニッケルを含有する金属とリチウムとを含むリチウム複合金属酸化物であることが好ましい。具体的には、リチウム－ニッケル系酸化物（例えば、ＬｉＮｉＯ２など）、リチウム－ニッケル－マンガン－コバルト酸化物（例えば、Ｌｉ（Ｎｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２）Ｏ２、Ｌｉ（Ｎｉ０．５Ｍｎ０．３Ｃｏ０．２）Ｏ２、又はＬｉ（Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１）Ｏ２など）、又はリチウム－ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物（例えば、Ｌｉ（Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５）Ｏ２など）などを用いることができ、特にニッケル－コバルト－マンガン（ＮＣＭ）又はニッケル－コバルト－アルミニウム（ＮＣＡ）三元系材料であるリチウム－ニッケル－マンガン－コバルト酸化物又はリチウム－ニッケル－コバルト－アルミニウム酸化物を用いることがコストの面からも好ましい。
正極活物質は、正極スラリー中の固形分の全質量に対して、８０～９９質量％の量で含まれることが好ましい。正極活物質の含有量を上記範囲とすることにより、高いエネルギー密度及び容量を得ることができる。
バインダーは、正極活物質と導電材などの結合及び集電体に対する結合を助ける成分であって、正極スラリー中の固形分の全質量に対して１～３０質量％の量で含まれることが好ましい。バインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デンプン、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン－ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレン－ブタジエンゴム、及びフッ素ゴムなどが挙げられる。
導電材は、本発明のリチウム二次電池に化学的変化を誘発することなく、導電性を付与する物質であって、正極スラリー中の固形分の全質量に対して０．５～５０質量％で含まれることが好ましく、１～２０質量％で含まれることがより好ましい。導電材を上記範囲の含有量で含むことにより、電気伝導性が向上し、また、高いエネルギー密度及び容量を得ることができる。
導電材としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、及び複層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）などの炭素粉末；結晶構造が発達した天然黒鉛、人造黒鉛、及びグラファイトなどの黒鉛粉末；炭素繊維及び金属繊維などの導電性繊維；アルミニウム及びニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛及びチタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；並びにポリフェニレン誘導体などの導電性素材などが挙げられる。
溶媒は正極活物質、バインダー及び導電材などを正極材としてスラリー状にすることができるものであれば限定されず、例えばＮＭＰ（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、アセトン、ジメチルアセトアミド、及び水などの有機溶媒を用いることができる。また、正極スラリーが好適な粘度となる量で用いることができ、例えばスラリー中の固形分濃度が１０質量％～６０質量％、好ましくは２０質量％～５０質量％となる量で用いることができる。
本発明のリチウム二次電池に用いられる負極は、例えば負極集電体上に、負極活物質、バインダー、導電材、及び溶媒などを含む負極スラリーをコーティングした後、乾燥及び圧延することで製造することができる。
負極集電体は、一般に３～５００μｍの厚さを有する。負極集電体としては、本発明のリチウム二次電池に化学的変化を誘発することなく、高い導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、銅、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、チタン、焼成炭素、銅若しくはステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタン、及び銀などで表面処理を施したもの、アルミニウム－カドミウム合金などを用いることができる。また、正極集電体と同様に、表面に微細な凹凸を形成することで負極活物質の結合力を強化させてもよく、フィルム、シート、箔、網、多孔質体、発泡体、及び不織布体などの様々な形態で用いられてもよい。
負極活物質は、リチウム金属、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することができる炭素物質、金属又はこれらの金属とリチウムの合金、金属複合酸化物、リチウムをドープ及び脱ドープすることができる物質、並びに遷移金属酸化物からなる群から選択される少なくとも１つ以上を含んでもよい。
リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することができる炭素物質としては、リチウム二次電池で一般的に用いられる炭素系負極活物質であれば特に限定されずに用いることができ、例えば結晶質炭素、非晶質炭素、又はこれらの組み合わせを用いることができる。結晶質炭素の例としては、無定形、板状、鱗片（フレーク）状、球状、又は繊維状の天然黒鉛及び人造黒鉛などの黒鉛が挙げられる。非晶質炭素の例としては、ソフトカーボン（低温焼成炭素）又はハードカーボン、メソフェーズピッチ炭化物、及び焼成コークスなどが挙げられる。
金属又はこれらの金属とリチウムの合金としては、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｓｉ、Ｓｂ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｒａ、Ｇｅ、Ａｌ、及びＳｎからなる群から選択される金属又はこれらの金属とリチウムの合金を用いることができる。
金属複合酸化物としては、ＰｂＯ、ＰｂＯ２、Ｐｂ２Ｏ３、Ｐｂ３Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、ＧｅＯ、ＧｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ４、Ｂｉ２Ｏ５、ＬｉｘＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＷＯ２（０≦ｘ≦１）、及びＳｎｘＭｅ１－ｘＭｅ’ｙＯｚ（Ｍｅ：Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅ；Ｍｅ’：Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１族、２族、３族の元素、ハロゲン；０＜ｘ≦１；１≦ｙ≦３；１≦ｚ≦８）からなる群から選択されるものを用いることができる。
リチウムをドープおよび脱ドープすることができる物質としては、Ｓｉ、ＳｉＯｘ（０＜ｘ＜２）、Ｓｉ－Ｙ合金（ここで、Ｙは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、１３族元素、１４族元素、遷移金属、希土類元素、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される元素であり、Ｓｉではない）、Ｓｎ、ＳｎＯ２、Ｓｎ－Ｙ（ここで、Ｙは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、１３族元素、１４族元素、遷移金属、希土類元素、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される元素であり、Ｓｎではない）などが挙げられ、これらの少なくとも１つとＳｉＯ２を混合して用いてもよい。元素Ｙとしては、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａ、Ｓｃ、Ｙ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｒｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｄｂ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｇ、Ｔｃ、Ｒｅ、Ｂｈ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｈｓ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｐｏ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択されてもよい。
遷移金属酸化物としては、リチウム含有チタン複合酸化物（ＬＴＯ）、バナジウム酸化物、リチウムバナジウム酸化物などが挙げられる。
本発明のリチウム二次電池の負極活物質としては、ケイ素を含有する材料を用いることが好ましく、例えばＳｉ、ＳｉＯｘ（０＜ｘ＜２）、Ｓｉ－Ｙ合金（ここで、Ｙは、アルカリ金属、アルカリ土類金属、１３族元素、１４族元素、遷移金属、希土類元素、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される元素であり、Ｓｉではない）、及びこれらの少なくとも１つとＳｉＯ２との混合物を用いることができる。特に、ＳｉＯを用いることがより好ましい。
負極活物質は、負極スラリー中の固形分の全質量に対して８０～９９質量％の量で含まられることが好ましい。
バインダーは、導電材、負極活物質、及び集電体の間の結合を助ける成分であって、負極スラリー中の固形分の全質量に対して１～３０質量％の量で含まれることが好ましい。バインダーの例としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デンプン、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン－プロピレン－ジエンポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレン－ブタジエンゴム、及びフッ素ゴムなどが挙げられる。
導電材は、負極活物質の導電性をさらに向上させるための成分であって、負極スラリー中の固形分の全質量に対して１～２０質量％の量で含まれることが好ましい。導電材としては、リチウム二次電池に化学的変化を誘発することなく、導電性を有するものであれば特に限定されず、例えば、天然黒鉛及び人造黒鉛などの黒鉛；アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、及びサーマルブラックなどのカーボンブラック；炭素繊維及び金属繊維などの導電性繊維；アルミニウム及びニッケル粉末などの金属粉末；酸化亜鉛及びチタン酸カリウムなどの導電性ウィスカー；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；並びにポリフェニレン誘導体などの導電性素材などが挙げられる。
溶媒は、負極活物質、バインダー及び導電材などを負極材としてスラリー状にすることができるものであれば限定されず、例えば水、ＮＭＰ及びアルコールなどの有機溶媒を用いることができる。また、負極スラリーが好適な粘度となる量で用いることができ、例えばスラリー中の固形分濃度が５０質量％～７５質量％、好ましくは５０質量％～６５質量％となる量で用いることができる。
本発明のリチウム二次電池のセパレータは、両電極の内部短絡を遮断し、電解質を含浸する役割を担うものであって、高分子樹脂、充填剤、及び溶媒を混合してセパレータ組成物を製造した後、セパレータ組成物を電極の上部に直接コーティング及び乾燥することでセパレータフィルムを形成してもよく、セパレータ組成物を支持体上にキャスティングおよび乾燥した後、支持体から剥離されたセパレータフィルムを電極の上部にラミネートすることで形成してもよい。
セパレータとしては、従来セパレータとして用いられている通常の多孔性高分子フィルム、例えば、エチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン／ブテン共重合体、エチレン／ヘキセン共重合体、及びエチレン／メタクリレート共重合体などのポリオレフィン系高分子で製造した多孔性高分子フィルムを単独で又はこれらを積層して用いてもよく、或いは通常の多孔性不織布、例えば、高融点のガラス繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などの不織布を用いてもよいが、これらに限定されるものではない。
多孔性セパレータの気孔径は一般に０．０１～５０μｍであり、気孔率は５～９５％であってもよい。また、多孔性セパレータの厚さは一般に５～３００μｍの範囲であってもよい。
本発明のリチウム二次電池の充電電圧は４．０Ｖ以上であることが好ましく、４．１Ｖ以上であることがより好ましい。また、本発明のリチウム二次電池の満充電時の正極電位は４．０Ｖ以上であることが好ましい。
また、本発明のリチウム二次電池の正極あたりの初期容量密度は１８０ｍＡｈ／ｇ以上であることが好ましく、１８５ｍＡｈ／ｇ以上であることがより好ましい。
本発明のリチウム二次電池の外形は特に制限されないが、円筒形、角形、パウチ形、又はコイン形などであってもよい。
本発明はまた、非水系電解液にイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを加えることを含む、非水系電解液の酸又は水分を低減する方法にも関する。イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートとしては、上述の化合物を使用することができる。
以下、本発明を実施例及び比較例を用いてより具体的に説明するが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
（１）リチウム二次電池の製造
＜正極の製造＞
溶媒のＮ－メチル－２－ピロリドン中に、正極活物質としてニッケル－コバルト－マンガン（ＮＣＭ）三元系材料（Ｌｉ（Ｎｉ０．８Ｍｎ０．１Ｃｏ０．１）Ｏ２を９６．５質量部、導電材としてアセチレンブラックを１．５質量部、及びバインダーとしてポリフッ化ビニリデンを２質量部分散させ、正極スラリーを調製した。調製した正極スラリーをアルミニウム箔上に均一に塗布し、加熱真空乾燥した後、プレスして正極を製造した。
＜負極の製造＞
水中に、負極活物質としてグラファイトとＳｉＯとを９：１で混合したものを９６質量部、導電材としてアセチレンブラックを１．０質量部、及びバインダーとしてスチレン－ブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロースを３．０質量部分散させ、負極スラリーを調製した。調製した負極スラリーを銅箔上に均一に塗布し、加熱真空乾燥した後、プレスして負極を製造した。
＜非水系電解液の製造＞
溶媒としてエチレンカーボネート（ＥＣ）を３０体積部、及びエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）を７０体積部を含む溶媒を使用し、そこにＬｉＰＦ６を塩濃度が１Ｍとなるように溶解して溶液を調製した。得られた溶液１００質量部に、酸又は水分低減剤として２－イソシアナトエチルメタクリレート（昭和電工株式会社製）（Ａ１）を０．５質量部加え、本発明の非水系電解液を得た。
＜リチウム二次電池の製造＞
上記の方法により製造した正極、負極、及び非水系電解液を用い、セパレータとしてポリオレフィン製フィルムを用いて対向面積１２ｃｍ２のパウチ型電池を作製した。
（実施例２）
非水系電解液に２－イソシアナトエチルメタクリレートの代わりに２－イソシアナトエチルアクリレート（昭和電工株式会社製）（Ａ２）を加えたこと以外は実施例１と同様の方法により、非水系電解液及びそれを含むリチウム二次電池を作製した。
（実施例３）
非水系電解液に２－イソシアナトエチルメタクリレートの代わりに１，１－（ビスアクリロイルオキシメチル）エチルイソシアネート（昭和電工株式会社製）を加えたこと以外は実施例１と同様の方法により、非水系電解液及びそれを含むリチウム二次電池を作製した。
（実施例４）
非水系電解液に２－イソシアナトエチルメタクリレートの代わりに２－［０－（１’－メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ］エチルメタクリレート（昭和電工株式会社製）を加えたこと以外は実施例１と同様の方法により、非水系電解液及びそれを含むリチウム二次電池を作製した。
（実施例５）
非水系電解液に２－［０－（１’－メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ］エチルアクリレート（昭和電工株式会社製）を加えたこと以外は実施例１と同様の方法により、非水系電解液及びそれを含むリチウム二次電池を作製した。
（比較例１）
非水系電解液に２－イソシアナトエチルメタクリレートを加えないこと以外は実施例１と同様の方法により、非水系電解液及びそれを含むリチウム二次電池を作製した。
（２）酸分測定
（１）で製造した実施例１から５及び比較例１の電解液に対して、６０℃で１週間保存した前と後における酸分を測定した結果を以下の表１に示す。
Figure 2022102227000005
表１の結果から分かるとおり、非水系電解液として２－イソシアナトエチルメタクリレート、２－イソシアナトエチルアクリレート、１，１－（ビスアクリロイルオキシメチル）エチルイソシアネート、２－［０－（１’－メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ］エチルメタクリレート又は２－［０－（１’－メチルプロピリデンアミノ）カルボキシアミノ］エチルアクリレートを含む電解液を使用した実施例１から５において、酸分の発生量が抑制されており、保存後に酸分の量は増加しなかった。特に、２－イソシアナトエチルアクリレートを含む非水系電解液では、保存前及び保存後に酸分は全く検出されなかった。
（３）充放電サイクル試験
（１）で製造した実施例１及び２、並びに比較例１の１リチウム二次電池を使用し、４５℃で０．５Ｃの定電流で充電上限電圧を４．２０Ｖ、放電下限電圧を２．８０Ｖとして充放電サイクル試験を行った。ただし、５０サイクル、１００サイクル、及び２００サイクル時には正確な容量を確認するため、０．１Ｃの定電流を用いて試験を行った。
上記試験の結果得られたサイクル数と容量の関係を表したグラフを図１に示す。図１において、比較的初期から容量保持の点で実施例１及び２と比較例１とでは大きく相違しており、非水系電解液に添加剤を加えていない比較例１の場合には容量が大きく低下してしまった。一方、非水系電解液に２－イソシアナトエチルメタクリレート（Ａ１）又は２－イソシアナトエチルアクリレート（Ａ２）を含む実施例１及び２の場合には、長期にわたって容量が保持される効果を有していることが分かった。
（４）電池抵抗上昇率
（１）で製造した実施例１から５及び比較例１のリチウム二次電池を使用し、充電状態のリチウム二次電池を６０℃で４週間放置し、電池抵抗上昇率を測定した結果、並びに２００サイクルの充放電サイクル試験を行ったリチウム二次電池の電池抵抗上昇率を測定した結果を以下の表２に示す。
Figure 2022102227000006
表２の結果から分かるとおり、特に非水系電解液として２－イソシアナトエチルメタクリレート又は２－イソシアナトエチルアクリレートを含む電解液を使用した実施例１及び２において、高温保存後及びサイクル試験後の電池の抵抗上昇が低く抑えられており、安定性に優れることが分かった。
また、試験を行った実施例２及び比較例１のリチウム二次電池において、試験後の負極活物質からＩＣＰ発光分光分析によって検出された金属量を測定した結果を以下の表３に示す。
Figure 2022102227000007
表３に示す金属量測定結果は、正極からの金属溶出の影響を示している。表３の結果から分かるとおり、特に非水系電解液として２－イソシアナトエチルアクリレートを含む電解液を使用した実施例２において、高温下で金属、特にコバルトの溶出を抑制できていることが明らかになった。
本発明の酸又は水分低減剤及びそれを含む非水系電解液は、酸分の発生を抑制することにより高温条件下においても正極金属の溶出を抑制し、充放電を多数回繰り返した後でも容量を保持することができ、電池の抵抗上昇を抑制することができるため、有用である。

Claims (15)

  1. イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを含む、非水系電解液の酸又は水分低減剤。
  2. 前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートが、イソシアネート基を含有する（メタ）アクリレートである、請求項１に記載の酸又は水分低減剤。
  3. 前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートが、以下の化合物：
    Figure 2022102227000008
     から選択される、請求項１に記載の酸又は水分低減剤。
  4. 前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートが、２－イソシアナトエチルアクリレート又は２－イソシアナトエチルメタクリレートである、請求項１から３のいずれか一項に記載の酸又は水分低減剤。
  5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の酸又は水分低減剤を含む、非水系電解液。
  6. 前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートが、非水系電解液の全質量に対して、０．１～１質量％の量で含まれる、請求項５に記載の非水系電解液。
  7. 環状カーボネート及び鎖状カーボネートをさらに含む、請求項５又は６に記載の非水系電解液。
  8. リチウム塩をさらに含む、請求項５から７のいずれか一項に記載の非水系電解液。
  9. 前記リチウム塩がＬｉＰＦ６を含む、請求項８に記載の非水系電解液。
  10. 正極、
    負極、
    前記正極と前記負極との間に配置された、請求項５から９のいずれか一項に記載の非水系電解液
    を含む、リチウム二次電池。
  11. 前記正極が、ニッケル－コバルト－マンガン（ＮＣＭ）又はニッケル－コバルト－アルミニウム（ＮＣＡ）三元系材料を含む、請求項１０に記載のリチウム二次電池。
  12. 前記負極が、ケイ素を含有する材料を含む、請求項１０又は１１に記載のリチウム二次電池。
  13. 非水系電解液にイソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートを加えることを含む、非水系電解液の酸又は水分を低減する方法。
  14. 前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートが、イソシアネート基を含有する（メタ）アクリレートである、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記イソシアネート基又はアミド結合を含有する（メタ）アクリレートが、以下の化合物：
    Figure 2022102227000009
     から選択される、請求項１３に記載の方法。
JP2020216838A 2020-12-25 2020-12-25 非水系電解液の酸又は水分低減剤、それを含む非水系電解液、及び非水電解液を含むリチウム二次電池、並びに非水系電解液の酸又は水分を低減する方法 Pending JP2022102227A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020216838A JP2022102227A (ja) 2020-12-25 2020-12-25 非水系電解液の酸又は水分低減剤、それを含む非水系電解液、及び非水電解液を含むリチウム二次電池、並びに非水系電解液の酸又は水分を低減する方法
KR1020210187857A KR20220092812A (ko) 2020-12-25 2021-12-24 비수계 전해액의 산 또는 수분 저감제, 이를 함유하는 비수계 전해액, 비수계 전해액을 구비하는 리튬 이차전지, 및 비수계 전해액의 산 또는 수분을 저감시키는 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020216838A JP2022102227A (ja) 2020-12-25 2020-12-25 非水系電解液の酸又は水分低減剤、それを含む非水系電解液、及び非水電解液を含むリチウム二次電池、並びに非水系電解液の酸又は水分を低減する方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2022102227A true JP2022102227A (ja) 2022-07-07

Family

ID=82273545

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020216838A Pending JP2022102227A (ja) 2020-12-25 2020-12-25 非水系電解液の酸又は水分低減剤、それを含む非水系電解液、及び非水電解液を含むリチウム二次電池、並びに非水系電解液の酸又は水分を低減する方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2022102227A (ja)
KR (1) KR20220092812A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023008569A1 (ja) * 2021-07-29 2023-02-02 昭和電工マテリアルズ株式会社 電気化学デバイス、電解液、及び電解液に用いられる添加剤

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103503219A (zh) 2011-04-27 2014-01-08 昭和电工株式会社 二次电池用非水电解液和非水电解液二次电池
CN105009347A (zh) 2013-02-12 2015-10-28 昭和电工株式会社 二次电池用非水电解液及非水电解液二次电池
JP7107491B2 (ja) 2018-04-12 2022-07-27 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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023008569A1 (ja) * 2021-07-29 2023-02-02 昭和電工マテリアルズ株式会社 電気化学デバイス、電解液、及び電解液に用いられる添加剤

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220092812A (ko) 2022-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7027629B2 (ja) リチウム二次電池用非水電解液及びこれを含むリチウム二次電池
KR102633527B1 (ko) 리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP7045547B2 (ja) 高温貯蔵特性が向上されたリチウム二次電池
KR102301670B1 (ko) 고온 저장 특성이 향상된 리튬 이차전지
KR102294866B1 (ko) 리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP2021501978A (ja) リチウム二次電池用非水電解液およびそれを含むリチウム二次電池
JP7378601B2 (ja) リチウム二次電池用非水電解液及びそれを含むリチウム二次電池
KR102117622B1 (ko) 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR102053313B1 (ko) 리튬 이차전지용 비수 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
JP7350416B2 (ja) リチウム二次電池用非水電解液及びこれを含むリチウム二次電池
KR102501252B1 (ko) 리튬 이차 전지용 비수 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP2022102227A (ja) 非水系電解液の酸又は水分低減剤、それを含む非水系電解液、及び非水電解液を含むリチウム二次電池、並びに非水系電解液の酸又は水分を低減する方法
KR102629572B1 (ko) 비수계 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
US20230100631A1 (en) Nonaqueous Electrolyte Solution and Lithium Secondary Battery Comprising the Same
JP2024517276A (ja) 非水電解質用添加剤を含む非水電解質およびそれを含むリチウム二次電池
JP5410441B2 (ja) 高温特性を改善する為の添加剤を含むリチウム二次電池
JP7301449B2 (ja) リチウム二次電池用非水電解液及びこれを含むリチウム二次電池
JP7350415B2 (ja) リチウム二次電池用非水電解液及びこれを含むリチウム二次電池
KR102426798B1 (ko) 리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
CN116325270A (zh) 锂二次电池用的非水电解液及包含该非水电解液的锂二次电池
JP7301454B2 (ja) リチウム二次電池用非水電解液及びこれを含むリチウム二次電池
KR20230132807A (ko) 비수계 전해액 및 그것을 이용한 리튬 이차 전지
JP2023533050A (ja) リチウム二次電池用非水系電解液及びこれを含むリチウム二次電池
KR20220009894A (ko) 리튬 이차전지용 비수전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차전지
KR20230157111A (ko) 비수 전해액 첨가제, 이를 포함하는 비수 전해액 및 이차전지

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20211227

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230718