JP3475911B2 - 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 - Google Patents

非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池

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    • HELECTRICITY
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池のサイクル特
性や電気容量、保存特性などの電池特性にも優れたリチ
ウム二次電池を提供することができる非水電解液、およ
びそれを用いたリチウム二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、リチウム二次電池は小型電子機器
などの駆動用電源として広く使用されている。リチウム
二次電池は、主に正極、非水電解液及び負極から構成さ
れており、特に、LiCoO2などのリチウム複合酸化
物を正極とし、炭素材料又はリチウム金属を負極とした
リチウム二次電池が好適に使用されている。そして、そ
のリチウム二次電池用の非水電解液としては、エチレン
カーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(P
C)などのカーボネート類が好適に使用されている。
【0003】しかしながら、電池のサイクル特性および
電気容量などの電池特性について、さらに優れた特性を
有する二次電池が求められている。正極として、例えば
LiCoO2、LiMn24、LiNiO2などを用いた
リチウム二次電池は、通常は4.1Vを越える最大作動
電圧まで充放電が繰り返される。ところが、この電池は
長期に渡って充放電を繰り返すと、徐々に容量の低下が
見られる重大な問題があった。この現象は、非水電解液
中の溶媒が4.1Vを越える最大作動電圧まで充電した
際に局部的に一部酸化分解し、該分解物が電池の望まし
い電気化学的反応を阻害するために電池性能の低下を生
じる。これは正極材料と非水電解液との界面における溶
媒の電気化学的酸化に起因するものと思われる。このた
め、4.1Vを越える最大作動電圧まで充放電を繰り返
す電池のサイクル特性および電気容量などの電池特性は
必ずしも満足なものではないのが現状である。
【0004】特開平9−106835号公報には、ビフ
ェニル、チオフェン、フランなどを約1〜4容量%添加
することにより、過充電が起きた時の異常に高い電圧で
電気化学的に重合させて、電解液の抵抗を高くして電池
を保護する技術が公開されている。しかし、特開平11
−162512号公報では、これらの化合物を約1〜4
容量%添加した場合において、4.1Vを越える電圧上
限までサイクルが繰り返されたり、40℃以上の長期間
高温状態に暴露されるような、高電圧及び/又は高温状
態の充放電では、サイクル特性などの電池特性を悪化さ
せる傾向があり、添加量の増大に伴って、その傾向は顕
著になるいう問題点があることが記載されている。そこ
で、2,2−ジフェニルプロパンなどを添加する電解液
が提案されているが、4.3Vのような高電圧及び/又
は40℃以上の高温状態の充放電において、未だ十分満
足するサイクル特性が得られていないのが現状である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記のよう
な4.1Vより高電圧及び/又は40℃以上の高温状態
の充放電においてサイクル特性の低下をもたらすリチウ
ム二次電池用非水電解液に関する課題を解決し、上限電
圧が4.1Vより高電圧及び/又は40℃以上の高温状
態の充放電において、電池のサイクル特性に優れ、さら
に電気容量や充電状態での保存特性などの電池特性にも
優れたリチウム二次電池を構成することができるリチウ
ム二次電池用の非水電解液、およびそれを用いたリチウ
ム二次電池を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極、負極お
よび非水溶媒に電解質が溶解されている非水電解液から
なるリチウム二次電池において、該非水電解液中に下記
一般式(I)、
【化1】
【化2】 (式中、Yは水酸基、アルコキシ基、炭化水素基、水素
原子、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ
基、アルキルスルホン酸基を示し、R1、R2、R3
4、R5はそれぞれ独立して炭素数1〜12の炭化水素
基を示す。)で表されるビフェニル誘導体が0.05〜
0.5重量%含有されていることを特徴とするリチウム
二次電池に関する。また、本発明は、正極、負極および
非水溶媒に電解質が溶解されている非水電解液からなる
リチウム二次電池用非水電解液において、該非水電解液
中に下記一般式(I)、
【化3】
【化4】 (式中、Yは水酸基、アルコキシ基、炭化水素基、水素
原子、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ
基、アルキルスルホン酸基を示し、R1、R2、R3
4、R5はそれぞれ独立して炭素数1〜12の炭化水素
基を示す。)で表されるビフェニル誘導体が0.05〜
0.5重量%含有されていることを特徴とするリチウム
二次電池用非水電解液に関する。
【0007】
【化5】
【0008】
【化6】
【0009】(式中、Yは水酸基、アルコキシ基、炭化
水素基、水素原子、アシルオキシ基、アルコキシカルボ
ニルオキシ基、アルキルスルホン酸基を示し、R1
2、R3、R4、R5はそれぞれ独立して炭素数1〜12
の炭化水素基を示す。)で表されるビフェニル誘導体が
0.001〜0.8重量%含有されていることを特徴と
するリチウム二次電池に関する。
【0010】正極、負極および非水溶媒に電解質が溶解
されている非水電解液からなるリチウム二次電池におい
て、該非水電解液中に下記一般式(I)、
【0011】
【化7】
【0012】
【化8】
【0013】(式中、Yは水酸基、アルコキシ基、炭化
水素基、水素原子、アシルオキシ基、アルコキシカルボ
ニルオキシ基、アルキルスルホン酸基を示し、R1
2、R3、R4、R5はそれぞれ独立して炭素数1〜12
の炭化水素基を示す。)で表されるビフェニル誘導体が
0.001〜0.8重量%含有されていることを特徴と
するリチウム二次電池に関する。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の非水電解液は、リチウム
二次電池の構成部材として使用される。二次電池を構成
する非水電解液以外の構成部材については特に限定され
ず、従来使用されている種々の構成部材を使用できる。
【0015】非水溶媒に電解質が溶解されている電解液
に含有される前記式(I)で表されるビフェニル誘導体
において、Yは水酸基が好ましい。また、メトキシ基、
エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基のような直鎖状
のアルコキシ基のみならず、イソプロポキシ基、イソブ
トキシ基のような分枝状のアルコキシ基でもよく、シク
ロプロポキシ基、シクロヘキシオキシ基のようなシクロ
アルコキシ基でもよい。また、フェノキシ基、p−トリ
ルオキシ基、ビフェニリルオキシ基などでもよい。ま
た、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基のよう
な直鎖状のアルキル基のみならず、イソプロピル基、イ
ソブチル基のような分枝状のアルキル基でもよく、シク
ロプロピル基、シクロヘキシル基のようなシクロアルキ
ル基でもよい。また、フェニル基、p−トリル基、ビフ
ェニリル基などでもよい。また、アセチルオキシ基、プ
ロピオニルオキシ基、アクリロイルオキシ基、ベンゾイ
ルオキシ基などのアシルオキシ基でもよく、メトキシカ
ルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、フェ
ノキシカルボニルオキシ基、ベンジルオキシカルボニル
オキシ基などのアルコキシカルボニルオキシ基でも良
い。更には、メタンスルホン酸基、エタンスルホン酸
基、ベンゼンスルホン酸基などのアルキルスルホン酸基
でもよい。R1、R2、R3、R4、R5はそれぞれ独立し
て炭素数1〜12の炭化水素基が好ましい。
【0016】前記一般式(I)で表されるビフェニル誘
導体の具体例としては、例えば、2−ヒドロキシビフェ
ニル〔Y=水酸基〕、3−ヒドロキシビフェニル〔Y=
水酸基〕、4−ヒドロキシビフェニル〔Y=水酸基〕、
2−メトキシビフェニル〔Y=メトキシ基〕、3−メト
キシビフェニル〔Y=メトキシ基〕、4−メトキシビフ
ェニル〔Y=メトキシ基〕、p−ジフェニルフェニルエ
ーテル〔Y=フェノキシ基〕、4−ビフェニリル p−
トリルエーテル〔Y=p−トリルオキシ基〕、4−ビフ
ェニリルエーテル〔Y=4−ビフェニリル基〕、2−メ
チルビフェニル〔Y=メチル基〕、3−メチルビフェニ
ル〔Y=メチル基〕、4−メチルビフェニル〔Y=メチ
ル基〕、4−エチルビフェニル〔Y=エチル基〕、4−
プロピルビフェニル〔Y=n−プロピル基〕、4−イソ
プロピルビフェニル〔Y=i−プロピル基〕、4−ブチ
ルビフェニル〔Y=n−ブチル基〕、4−t−ブチルビ
フェニル〔Y=t−ブチル基〕、4−シクロヘキシルビ
フェニル〔Y=シクロヘキシル基〕、o−テルフェニル
〔Y=フェニル基〕、m−テルフェニル〔Y=フェニル
基〕、p−テルフェニル〔Y=フェニル基〕、2−メチ
ル−o−テルフェニル〔Y=トシル基〕、o−クオータ
ーフェニル〔Y=ビフェニリル基〕、ビフェニル〔Y=
水素原子〕、4−ビフェニリルアセテート〔Y=アセチ
ルオキシ基〕、4−ビフェニリルベンゾエート〔Y=ベ
ンジルオキシ基〕、4−ビフェニリルベンジルカルボキ
シレート〔Y=ベンジルカルボニルオキシ基〕、2−ビ
フェニリルプロピオネート〔Y=プロピオニルオキシ
基〕、2−ビフェニリルメチルカーボネート〔Y=メト
キシカルボニルオキシ基〕、4−ビフェニリルメチルカ
ーボネート〔Y=メトキシカルボニルオキシ基〕、4−
ビフェニリルブチルカーボネート〔Y=ブトキシカルボ
ニルオキシ基〕、4−メタンスルホニルオキシビフェニ
ル〔Y=メタンスルホニルオキシ基〕、4−エタンスル
ホニルオキシビフェニル〔Y=エタンスルホニルオキシ
基〕、4−ベンゼンスルホニルオキシビフェニル〔Y=
ベンゼンスルホニルオキシ基〕などが挙げられる。
【0017】非水電解液中に含有される前記式(I)で
表されるビフェニル誘導体の含有量は、過度に多いと
4.1Vより高電圧及び/又は40℃以上の高温状態の
充放電において十分な電池性能が得られない。また、過
度に少なくても期待した十分な電池性能が得られない。
したがって、その含有量は非水電解液の重量に対して
0.05〜0.5重量%の範囲がサイクル特性が向上す
るのでよい。
【0018】本発明のビフェニル誘導体を0.05〜
0.5重量%含有した電解液は、ビフェニル誘導体を全
く添加しない電解液や1.0重量%以上ビフェニルを添
加した電解液に比べて、上限電圧が4.1Vより高電圧
及び/又は40℃以上の高温状態の充放電において、サ
イクル特性が飛躍的に向上する特異的かつ予期し得ぬ効
果を示すことが分かった。この作用機構は、推測の域を
脱しないが、充電時に添加剤が正極上で酸化分解し、電
池の可逆性を良好にする薄い被膜を形成するためである
と考えられる。つまり、0.8重量%を越える量を添加
すると、充電時に正極上で酸化分解する添加剤量が増大
し、電池の可逆性を損なうような厚い被膜を形成してし
まうため、ビフェニル誘導体を全く添加しない電解液よ
りもサイクル特性などの電池特性が悪化するものと考え
られる。このように、本発明の添加剤は、0.05〜
0.5重量%添加することにより、サイクル特性が著し
く向上する効果を有していることを見い出し、本発明に
至った。
【0019】本発明で使用される非水溶媒としては、高
誘電率溶媒と低粘度溶媒とからなるものが好ましい。高
誘電率溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート
(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレン
カーボネート(BC)などの環状カーボネート類が好適
に挙げられる。これらの高誘電率溶媒は、一種類で使用
してもよく、また二種類以上組み合わせて使用してもよ
い。
【0020】低粘度溶媒としては、例えば、ジメチルカ
ーボネート(DMC)、メチルエチルカーボネート(M
EC)、ジエチルカーボネート(DEC)などの鎖状カ
ーボネート類、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラ
ヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキ
シエタン、1,2−ジエトキシエタン、1,2−ジブト
キシエタンなどのエーテル類、γ−ブチロラクトンなど
のラクトン類、アセトニトリルなどのニトリル類、プロ
ピオン酸メチルなどのエステル類、ジメチルホルムアミ
ドなどのアミド類などが挙げられる。これらの低粘度溶
媒は一種類で使用してもよく、また二種類以上組み合わ
せて使用してもよい。高誘電率溶媒と低粘度溶媒とはそ
れぞれ任意に選択され組み合わせて使用される。なお、
前記の高誘電率溶媒および低粘度溶媒は、容量比(高誘
電率溶媒:低粘度溶媒)で通常1:9〜4:1、好まし
くは1:4〜7:3の割合で使用される。本発明で使用
される非水溶媒としては、環状カーボネートと鎖状カー
ボネートの併用するのが好ましい。
【0021】更には、非水有機溶媒として、リン酸トリ
エチル、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチルなどの
リン酸エステル類、ビニレンカーボネート、1,3−プ
ロパンスルトンなどを加えても良い。
【0022】本発明で使用される電解質としては、例え
ば、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiN(S
2CF32、LiN(SO2252、LiC(SO2
CF33、LiPF3(CF33、LiPF3(C25
3、LiPF4(C252、LiPF3(iso−C
373、LiPF5(iso−C37)などが挙げられ
る。これらの電解質は、一種類で使用してもよく、二種
類以上組み合わせて使用してもよい。これら電解質は、
前記の非水溶媒に通常0.1〜3M、好ましくは0.5
〜1.5Mの濃度で溶解されて使用される。
【0023】本発明の非水電解液は、例えば、高誘電率
溶媒と低粘度溶媒を混合し、これに前記の電解質を溶解
し、前記式(I)で表されるビフェニル誘導体を溶解す
ることにより得られる。
【0024】例えば、正極活物質としてはコバルト、マ
ンガン、ニッケル、クロム、鉄およびバナジウムからな
る群より選ばれる少なくとも一種類の金属とリチウムと
の複合金属酸化物が使用される。このような複合金属酸
化物としては、例えば、LiCoO2、LiMn24
LiNiO2などが挙げられる。
【0025】正極は、前記の正極活物質をアセチレンブ
ラック、カーボンブラックなどの導電剤、ポリテトラフ
ルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン
(PVDF)などの結着剤および溶剤と混練して正極合
剤とした後、この正極材料を集電体としてのアルミニウ
ム箔やステンレス製のラス板に塗布して、乾燥、加圧成
型後、50℃〜250℃程度の温度で2時間程度真空下
に加熱処理することにより作製される。
【0026】負極活物質としては、リチウム金属やリチ
ウム合金、およびリチウムを吸蔵・放出可能な黒鉛型結
晶構造を有する炭素材料〔熱分解炭素類、コークス類、
グラファイト類(人造黒鉛、天然黒鉛など)、有機高分
子化合物燃焼体、炭素繊維〕や複合スズ酸化物などの物
質が使用される。特に、格子面(002)の面間隔(d
002)が0.335〜0.340nm(ナノメータ)で
ある黒鉛型結晶構造を有する炭素材料を使用することが
好ましい。なお、炭素材料のような粉末材料はエチレン
プロピレンジエンターポリマー(EPDM)、ポリテト
ラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデ
ン(PVDF)などの結着剤と混練して負極合剤として
使用される。
【0027】リチウム二次電池の構造は特に限定される
ものではなく、正極、負極および単層又は複層のセパレ
ータを有するコイン型電池、さらに、正極、負極および
ロール状のセパレータを有する円筒型電池や角型電池な
どが一例として挙げられる。なお、セパレータとしては
公知のポリオレフィンの微多孔膜、織布、不織布などが
使用される。
【0028】本発明におけるリチウム二次電池の充放電
サイクルの電圧範囲は、最大作動電圧が4.1Vより大
きいことが好ましく、更に好ましくは4.2Vより大き
く、最も好ましくは4.3V以上で大きな効果が得られ
る。カットオフ電圧は、2.0V以上が好ましく、更に
好ましくは2.5V以上である。電流値については特に
限定されるものではないが、通常0.1〜2Cの定電流
放電で使用される。充放電サイクルの温度範囲は、20
〜100℃が好ましく、更に好ましくは、40〜80℃
でで大きな効果が得られる。
【0029】
【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて、本発明
を具体的に説明する。 実施例1 〔非水電解液の調製〕EC:DEC(容量比)=1:2
の非水溶媒を調製し、これにLiPF6を1Mの濃度に
なるように溶解して非水電解液を調製した後、さらにビ
フェニル〔Y=水素原子〕を非水電解液に対して0.1
重量%となるように加えた。
【0030】〔リチウム二次電池の作製および電池特性
の測定〕 LiCoO2(正極活物質)を80重量%、アセチレン
ブラック(導電剤)を10重量%、ポリフッ化ビニリデ
ン(結着剤)を10重量%の割合で混合し、これに1−
メチル−2−ピロリドン溶剤を加えて混合したものをア
ルミニウム箔上に塗布し、乾燥、加圧成型、加熱処理し
て正極を調製した。天然黒鉛(負極活物質)を90重量
%、ポリフッ化ビニリデン(結着剤)を10重量%の割
合で混合し、これに1−メチル−2−ピロリドン溶剤を
加え、混合したものを銅箔上に塗布し、乾燥、加圧成
型、加熱処理して負極を調製した。そして、ポリプロピ
レン微多孔性フィルムのセパレータを用い、上記の非水
電解液を注入させてコイン電池(直径20mm、厚さ
3.2mm)を作製した。このコイン電池を用いて、高
温(40℃)下、0.8mAの定電流及び定電圧で、終
止電圧4.3Vまで6時間充電し、次に0.8mAの定
電流下、終止電圧2.7Vまで放電し、この充放電を繰
り返した。初期充放電容量は、1M LiPF6+E
C:DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比較例
1)を1とした時の相対比で1.03であった。また、
初期放電容量を100%としたときの100サイクル後
の放電容量維持率は90.5%であった。また、低温特
性も良好であった。コイン電池の作製条件および電池特
性を表1に示す。
【0031】比較例1 EC:DEC(容量比)=1:2の非水溶媒を調製し、
これにLiPF6を1Mの濃度になるように溶解した。
このときビフェニル誘導体は全く添加しなかった。この
非水電解液を使用して実施例1と同様にコイン電池を作
製し、電池特性を測定した。初期放電容量に対し、10
0サイクル後の放電容量維持率は63.8%であった。
コイン電池の作製条件および電池特性を表1に示す。
【0032】比較例2 EC:DEC(容量比)=1:2の非水溶媒を調製し、
これにLiPF6を1Mの濃度になるように溶解した。
このときビフェニル誘導体は全く添加しなかった。この
非水電解液を使用して終止電圧4.1Vまで6時間充電
した以外は、実施例1と同様にコイン電池を作製し、電
池特性を測定した。初期充放電容量は、1M LiPF
6+EC:DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比
較例1)を1とした時の相対比で0.90であった。ま
た、初期放電容量に対し、100サイクル後の放電容量
維持率は75.3%であった。コイン電池の作製条件お
よび電池特性を表1に示す。
【0033】比較例3 添加剤として、ビフェニル〔Y=水素原子〕を非水電解
液に対して2.5重量%使用したほかは実施例1と同様
に非水電解液を調製してコイン電池を作製した。初期充
放電容量は、1M LiPF6+EC:DEC(容量
比)=1:2の非水電解液(比較例1)を1とした時の
相対比で1.00であった。また、100サイクル後の
電池特性を測定したところ、放電容量維持率は20.7
%であった。ビフェニルを添加することによる過充電防
止の効果はあった。コイン電池の作製条件および電池特
性を表1に示す。
【0034】比較例4 添加剤として、ビフェニル〔Y=水素原子〕を非水電解
液に対して2.5重量%使用し、常温(20℃)下で電
池特性を測定したほかは実施例1と同様に非水電解液を
調製してコイン電池を作製した。初期充放電容量は、1
M LiPF6+EC:DEC(容量比)=1:2の非
水電解液(比較例1)を1とした時の相対比で1.00
であった。また、初期放電容量に対し、100サイクル
後の放電容量維持率は62.2%であった。コイン電池
の作製条件および電池特性を表1に示す。
【0035】比較例5 添加剤として、ビフェニル〔Y=水素原子〕を非水電解
液に対して2.5重量%使用し、終止電圧4.1Vまで
6時間充電したほかは実施例1と同様に非水電解液を調
製してコイン電池を作製した。初期充放電容量は、1M
LiPF6+EC:DEC(容量比)=1:2の非水
電解液(比較例1)を1とした時の相対比で0.90で
あった。また、初期放電容量に対し、100サイクル後
の放電容量維持率は73.7%であった。コイン電池の
作製条件および電池特性を表1に示す。
【0036】比較例6 添加剤として、2,2−ジフェニルプロパンを非水電解
液に対して2.5重量%使用したほかは実施例1と同様
に非水電解液を調製してコイン電池を作製した。初期充
放電容量は、1M LiPF6+EC:DEC(容量
比)=1:2の非水電解液(比較例1)を1とした時の
相対比で1.00であった。100サイクル後の電池特
性を測定したところ、放電容量維持率は58.8%であ
った。2,2−ジフェニルプロパンを添加することによ
る過充電防止の効果はあった。コイン電池の作製条件お
よび電池特性を表1に示す。
【0037】実施例2 添加剤として、4−メトキシビフェニル〔Y=メトキシ
基〕を非水電解液に対して0.05重量%使用したほか
は実施例1と同様に非水電解液を調製してコイン電池を
作製した。初期充放電容量は、1M LiPF6+E
C:DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比較例
1)を1とした時の相対比で1.03であった。100
サイクル後の電池特性を測定したところ、放電容量維持
率は90.8%であった。コイン電池の作製条件および
電池特性を表1に示す。
【0038】実施例3 添加剤として、4−メトキシビフェニル〔Y=メトキシ
基〕を非水電解液に対して0.1重量%使用したほかは
実施例1と同様に非水電解液を調製してコイン電池を作
製した。初期充放電容量は、1M LiPF6+EC:
DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比較例1)を
1とした時の相対比で1.03であった。100サイク
ル後の電池特性を測定したところ、放電容量維持率は9
2.4%であった。コイン電池の作製条件および電池特
性を表1に示す。
【0039】実施例4 添加剤として、4−メトキシビフェニル〔Y=メトキシ
基〕を非水電解液に対して0.3重量%使用したほかは
実施例1と同様に非水電解液を調製してコイン電池を作
製した。初期充放電容量は、1M LiPF6+EC:
DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比較例1)を
1とした時の相対比で1.03であった。100サイク
ル後の電池特性を測定したところ、放電容量維持率は9
0.7%であった。コイン電池の作製条件および電池特
性を表1に示す。
【0040】実施例5 添加剤として、4−メトキシビフェニル〔Y=メトキシ
基〕を非水電解液に対して0.5重量%使用したほかは
実施例1と同様に非水電解液を調製してコイン電池を作
製した。初期充放電容量は、1M LiPF6+EC:
DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比較例1)を
1とした時の相対比で1.03であった。100サイク
ル後の電池特性を測定したところ、放電容量維持率は8
8.8%であった。コイン電池の作製条件および電池特
性を表1に示す。
【0041】実施例6 添加剤として、4−ヒドロキシビフェニル〔Y=水酸
基〕を非水電解液に対して0.1重量%使用したほかは
実施例1と同様に非水電解液を調製してコイン電池を作
製した。初期充放電容量は、1M LiPF6+EC:
DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比較例1)を
1とした時の相対比で1.00であった。100サイク
ル後の電池特性を測定したところ、放電容量維持率は9
1.4%であった。コイン電池の作製条件および電池特
性を表1に示す。
【0042】実施例7 添加剤として、o−テルフェニル〔Y=フェニル基〕を
非水電解液に対して0.1重量%使用したほかは実施例
1と同様に非水電解液を調製してコイン電池を作製し
た。初期充放電容量は、1M LiPF6+EC:DE
C(容量比)=1:2の非水電解液(比較例1)を1と
した時の相対比で1.03であった。100サイクル後
の電池特性を測定したところ、放電容量維持率は91.
2%であった。コイン電池の作製条件および電池特性を
表1に示す。
【0043】実施例8 添加剤として、4−ビフェニリルアセテート〔Y=アセ
チルオキシ基〕を非水電解液に対して0.1重量%使用
したほかは実施例1と同様に非水電解液を調製してコイ
ン電池を作製した。初期充放電容量は、1M LiPF
6+EC:DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比
較例1)を1とした時の相対比で1.03であった。1
00サイクル後の電池特性を測定したところ、放電容量
維持率は90.1%であった。コイン電池の作製条件お
よび電池特性を表1に示す。
【0044】実施例9 添加剤として、4−ビフェニリルメチルカーボネート
〔Y=メトキシカルボニルオキシ基〕を非水電解液に対
して0.1重量%使用したほかは実施例1と同様に非水
電解液を調製してコイン電池を作製した。初期充放電容
量は、1M LiPF6+EC:DEC(容量比)=
1:2の非水電解液(比較例1)を1とした時の相対比
で1.03であった。100サイクル後の電池特性を測
定したところ、放電容量維持率は90.7%であった。
コイン電池の作製条件および電池特性を表1に示す。
【0045】実施例10 添加剤として、4−メタンスルホニルオキシビフェニル
〔Y=メタンスルホニルオキシ基〕を非水電解液に対し
て0.1重量%使用したほかは実施例1と同様に非水電
解液を調製してコイン電池を作製した。初期充放電容量
は、1M LiPF6+EC:DEC(容量比)=1:
2の非水電解液(比較例1)を1とした時の相対比で
1.03であった。100サイクル後の電池特性を測定
したところ、放電容量維持率は90.3%であった。コ
イン電池の作製条件および電池特性を表1に示す。
【0046】実施例11 負極活物質として、天然黒鉛に代えて人造黒鉛を使用し
たほかは実施例1と同様に非水電解液を調製してコイン
電池を作製した。初期充放電容量は、1M LiPF6
+EC:DEC(容量比)=1:2の非水電解液(比較
例1)を1とした時の相対比で1.06であった。10
0サイクル後の電池特性を測定したところ、放電容量維
持率は93.2%であった。コイン電池の作製条件およ
び電池特性を表1に示す。
【0047】実施例12 正極活物質として、LiCoO2に代えてLiMn24
を使用したほかは実施例11と同様に非水電解液を調製
してコイン電池を作製した。初期充放電容量は、1M
LiPF6+EC:DEC(容量比)=1:2の非水電
解液(比較例1)を1とした時の相対比で0.85であ
った。100サイクル後の電池特性を測定したところ、
放電容量維持率は93.0%であった。コイン電池の作
製条件および電池特性を表1に示す。
【0048】なお、本発明は記載の実施例に限定され
ず、発明の趣旨から容易に類推可能な様々な組み合わせ
が可能である。特に、上記実施例の溶媒の組み合わせは
限定されるものではない。更には、上記実施例はコイン
電池に関するものであるが、本発明は円筒形、角柱形の
電池にも適用される。
【0049】
【表1】
【0050】
【発明の効果】本発明によれば、電池のサイクル特性、
電気容量、保存特性などの電池特性に優れたリチウム二
次電池を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−162512(JP,A) 特開 平10−321258(JP,A) 特開2000−58116(JP,A) 特開 平7−302614(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/40 H01M 6/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極、負極および非水溶媒に電解質が
    溶解されている非水電解液からなるリチウム二次電池
    おいて、該非水電解液中に下記一般式(I)、 【化1】 【化2】 (式中、Yは水酸基、アルコキシ基、炭化水素基、水素
    原子、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ
    基、アルキルスルホン酸基を示し、R1、R2、R3
    4、R5はそれぞれ独立して炭素数1〜12の炭化水素
    基を示す。)で表されるビフェニル誘導体が0.05〜
    0.5重量%含有されていることを特徴とするリチウム
    二次電池
  2. 【請求項2】 正極、負極および非水溶媒に電解質が
    溶解されている非水電解液からなるリチウム二次電池
    非水電解液において、該非水電解液中に下記一般式
    (I)、 【化3】 【化4】 (式中、Yは水酸基、アルコキシ基、炭化水素基、水素
    原子、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ
    基、アルキルスルホン酸基を示し、R1、R2、R3
    4、R5はそれぞれ独立して炭素数1〜12の炭化水素
    基を示す。)で表されるビフェニル誘導体が0.05〜
    0.5重量%含有されていることを特徴とするリチウム
    二次電池用非水電解液
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