JP3728831B2 - Lithium secondary battery - Google Patents

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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウム二次電池に関し、特に、負極表面においてリチウム金属及びリチウム化合物のデンドライトの析出を抑制したリチウム二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
エネルギー問題及び環境問題を背景に、電力をより有効に活用する技術が必要とされている。この目的のためには、優れた電気の貯蔵手段が必要であり、この貯蔵手段としては、大きな放電容量をもち、かつ繰り返し充放電が行える高性能の二次電池を用いることが最適である。
【0003】
このような状況下において、リチウムの吸蔵、放出が可能である正極および負極を使用したリチウム二次電池、非常に大きな放電容量をもつので携帯用の小型電子機器等のバッテリーとして活用され、さらに電気自動車等の乗り物のバッテリーとしてもその使用の期待が高まっている。
しかし、従来のリチウム二次電池では、充電と放電を繰り返すことにより、負極表面にリチウム金属及びリチウム化合物が析出し、この析出物は時間の経過ととともに大きく成長してデンドライトが生成する。このデンドライトは、負極表面の電気的性質を変化させ、リチウム二次電池の放電容量を低下させるなどしてそのサイクル特性を悪化させる。
【0004】
また、デンドライトが大きく成長すると最終的にはセパレータを貫通し、このデンドライトが正極と負極との間をショートさせてしまう。このショートにより、電池が動作不能となったり、あるいは異常な動作をするようになったりするおそれがある。このことは、使用中の機器を突然停止させたり、機器の誤動作あるいは破壊を引き起こしたりする。
【0005】
さらに、非水電解液を用いる場合、負極のリチウム金属と非水電解液とが反応し、リチウム二次電池の放電容量が低下するなどしてそのサイクル特性が悪化する。また、この反応に伴ってガスが発生する。この発生ガスにより、電池内の内部圧が増加して電池容器の破裂が引き起こされ、液漏れなどが生じるおそれがある。従って、このようなガスの発生は、デンドライトの生成とともに、安全性の面で特に問題となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、負極表面におけるリチウム金属及びリチウム化合物のデンドライトの生成を抑制し、また非水電解液をもつリチウム二次電池においては、負極のリチウム金属と非水電解液との反応を阻止することにより、サイクル特性に優れ、安全性の高いリチウム二次電池を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、従来のリチウム二次電池において、負極の表面を酸化リチウム皮膜で覆うことにより、負極表面におけるリチウム金属及びリチウム化合物のデンドライトの生成を抑制することができることを見出し、本発明に至ったものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明のリチウム二次電池は、非水電解液を有し、かつリチウム金属またはリチウム合金からなる負極を有する二次電池であって、該非水電解液はリチウムを酸化できる過酸化水素を10-4mol/l以上10-1mol/l以下含有していることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明のリチウム二次電池では、リチウム金属またはリチウム合金からなる負極が、リチウムを酸化できる過酸化水素で酸化処理されている。この酸化処理により負極の表面全体にリチウム酸化皮膜が形成されている。
【0010】
このリチウム二次電池では、リチウムを酸化できる酸化剤は過酸化水素である。これにより、負極表面で次の化学反応式1で示される化学反応が生じ、負極表面に酸化皮膜が形成される。
【0011】
【化1】
22→H2O+1/2O2
2Li+1/2O2→Li2
このリチウム酸化皮膜は、充電時において負極表面にリチウム金属及びリチウム化合物のデンドライトが生成するのを抑制する。また、非水電解液を用いる場合、正極と負極の間に介在する電解液が負極の表面に直接接しないようにする。
【0012】
このリチウム酸化皮膜の膜厚は特に限定されるものではない。また、その膜厚の均一性も特に限定されるものではないが、電極反応の効率性の点からその膜厚は均一であることが望ましい。
なお、このリチウム二次電池では、正極と負極の間に介在する電解質としては、電解液および固体電解質のどちらを用いても良い。このとき電解液を用いる場合、高誘電率でまた低粘度の有機溶媒等にリチウムを含む支持塩が溶解された非水電解液等を用いることができる。有機溶媒としては、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメトキシエタン(DME)、テトラヒドロフラン(THF)、2−メチルテトラヒドロフラン(2MeTHF)ジオキソラン等の少なくとも一種を用いることができる。また、支持塩としては、LiPF6、LiClO4、LiBF4、Li(CF3SO2)N2、Li(CF3SO23C等を用いることができる。一方、固体電解質を用いる場合、ポリエチレンオキサイド系、ポリアクリロニトリル系、アクリル系、フッ素ポリマー等およびこれらの誘電体に前記支持塩を含ませたものなどを用いることができる。
【0013】
また、このリチウム二次電池の形状は特に限定されるものではなく、用途に応じてコイン型、ボタン型、円筒型および角型等の形状にすることができる。また、大きさについても特に限定されるものではなく、用途に応じて選択することができる。また、本発明のリチウム二次電池は、リチウムを酸化できる酸化剤を含有している非水電解液を有するものである。このリチウム二次電池では、非水電解液中の酸化剤により負極表面に酸化皮膜が形成される。
【0014】
このリチウム二次電池でも、リチウムを酸化できる酸化剤は過酸化水素である。これにより、前述と同様、負極表面で化学反応式1で示される化学反応が生じ、負極表面に酸化皮膜が形成される。このリチウム酸化皮膜は、前記発明と同様、充電時において負極表面にリチウム金属及びリチウム化合物のデンドライトが生成するのを抑制する。また、非水電解液を用いる場合、正極と負極の間に介在する電解液が負極の表面に直接接しないようにする。
【0015】
このリチウム二次電池では、非水電解液中の過酸化水素の含有量は10-4mol/l以上、10-1mol/l以下である。この含有量により、均一な膜厚で酸化皮膜を形成でき、デンドライトの生成を十分抑制することができ、また高い充放電効率を維持することができる。その含有量が、10-4mol/l未満であると均一な膜厚の酸化皮膜を形成できず、デンドライトの生成を十分抑制することができないおそれがある。一方、10-1mol/lを超える場合には、充放電効率が低下し、サイクル特性が短くなるおそれがある。
【0016】
【作用】
本発明のリチウム二次電池では、充電時において負極表面にデンドライトの生成を抑制することができるため、充電と放電を多数繰り返しても、負極表面の電気的性質が変化することなく、放電容量などが低下しなくなる。また、正極と負極との間でショートしたりすることがなくなる。このため、本発明のリチウム二次電池は優れたサイクル特性をもつとともに、高い安全性をもつ。
【0017】
また、電解質として非水電解液を用いる場合においても、非水電解液が負極の表面に直接接しないようにされているため、負極に含まれるリチウム金属と非水電解液との反応が阻止され、非水電解液が分解してガスが発生したりすることがなくなる。
また特に、本発明のもうひとつのリチウム二次電池では、電池の形成時だけでなく、電池の使用中においても負極表面にリチウム酸化皮膜が均一な膜厚で形成される。例えば、このリチウム二次電池の使用中に、リチウム酸化皮膜が負極表面から剥がれたりするなど何らかの原因で皮膜が部分的に失われると、その部分的に皮膜が失われた部分にリチウム酸化皮膜が形成される。このため、部分的に皮膜が失われた部分においても、充電時において負極表面でのデンドライトの生成を抑制することができ、また非水電解液が負極の表面に直接接しないようにすることができる。
【0018】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
(実施例1)
本実施例のリチウム二次電池は、図1に示すように、負極として作用極1をもち、また正極として対極2をもち、さらに電解質として非水電解液4をもつように組み立てられたものである。
【0019】
このリチウム二次電池10では、作用極1、対極2はリチウム金属からなるものである。また、非水電解液4は、プロピレンカーボネート(PC)にLiCF3SO3を1mol/lの濃度で溶解させ、さらに過酸化水素を1.0×10-2mol/lの含有量となるように添加して調製されたものである。なお、作用極1および対極2は、それぞれステンレスからなる集電体5と一体的に形成されており、絶縁体6で固定保持されている。また、作用極1および対極2には、一定の電流密度の電流で充放電させる電極性能評価用充放電装置7が取り付けられている。また、この電極性能評価用充放電装置7には、作用極1および対極2の非水電解液4に対する比較電位を測定できる参照極3が取り付けられており、この参照極3は作用極1および対極2の間に位置するように設置されている。
(比較例1)
非水電解液として、過酸化水素が添加されていないものを用いた他は、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を組み立てた。
(電析試験による析出物の評価)
実施例1および比較例1のリチウム二次電池をそれぞれ用い、電極性能評価用充放電装置7によって充電電流の電流密度を1mA/cm2とし、また充電の電荷量を5C/cm2として、対極2からリチウムを溶出させ、作用極1の表面上にリチウムを析出させる電析試験を行った。電析試験後、それぞれのリチウム二次電池の作用極1および対極2の表面観察を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて行った。
【0020】
この電析試験後の実施例1と比較例1の作用極および対極の表面部分を写したSEM写真の4つを図2に示す。図2では、左上のSEM写真が実施例1の作用極の表面状態を示しており、左下のSEM写真が実施例1の対極の表面状態を示している。また、右上のSEM写真が比較例1の作用極の表面状態を示しており、右下のSEM写真が比較例1の対極の表面状態を示している。
【0021】
図2の左上のSEM写真より、実施例1の作用極の表面では細かい粒状の析出物が均一に析出し、デンドライトが生成していないことがわかる。一方、図2の右上のSEM写真より、比較例1の作用極の表面にはデンドライトが生成している。
また、図2の左下のSEM写真より、実施例1の対極の表面は極めて平坦であることがわかる。このことは、リチウムの溶出が均一に起こっていることを示している。これに対して、図2の右下のSEM写真より、比較例1の対極の表面には穴が点在していることがわかる。この穴はリチウムの溶出が不均一に生じたためにできたものである。
【0022】
これらのことから、非水電解液に過酸化水素を添加することにより、負極表面でのデンドライトの生成を抑制することができることがわかる。
(電析試験によるサイクル特性の評価)
実施例1および比較例1のリチウム二次電池をそれぞれ用い、電極性能評価用充放電装置7によって充放電電流の電流密度を1mA/cm2とし、また1サイクル当たりの電荷量を5C/cm2として、対極2からリチウムを溶出させて作用極1の表面上にリチウムを析出させ、続いて作用極1からリチウムを溶出させて対極2の表面上にリチウムを析出させ、これを1サイクルとしてこのサイクルを8回繰り返した。この電析試験後、それぞれのリチウム二次電池の作用極1および対極2の表面観察をSEMを用いて行った。
【0023】
この電析試験後の実施例1と比較例1の作用極の表面部分を写したSEM写真を図3に示す。図3では、左側のSEM写真が実施例1の作用極の表面状態を示しており、右側のSEM写真が比較例1の対極の表面状態を示している。
図3の左側のSEM写真より、実施例1のリチウム二次電池の作用極の表面にはデンドライトの残査物は見られないことがわかる。このことから、実施例1のリチウム二次電池では、リチウムの析出、溶出を繰り返しても、電気化学的に不活性となった、いわゆる死んだリチウムが負極表面上に形成されないことがわかる。
【0024】
これに対して、図3の右側のSEM写真より、比較例1のリチウム二次電池の作用極の表面にはデンドライト状の残査物が見られ、リチウムの析出、溶出の繰り返しにより、死んだリチウムが形成されていることがわかる。
このことから、非水電解液に過酸化水素を添加することにより、リチウムの析出、溶出を繰り返しても、負極のリチウム消費が抑えられ充放電効率が高く、サイクル特性に優れたリチウム二次電池が得られることがわかる。
【0025】
【発明の効果】
本発明のリチウム二次電池は、優れたサイクル特性をもち、かつ高い安全性をもつため、携帯用電子機器や電気自動車等のバッテリーとして、高い信頼性に基づいて回数多く使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この図は、実施例1のリチウム二次電池の概略図である。
【図2】この図は、電析試験による析出物の評価において、実施例1と比較例1の作用極および対極の表面部分を写した4つのSEM写真である。
【図3】この図は、電析試験によるサイクル特性の評価において、実施例1と比較例1の作用極の表面部分を写した2つのSEM写真である。
【符号の説明】
1:作用極 2:対極 4:非水電解液 10:リチウム二次電池
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly to a lithium secondary battery that suppresses the deposition of lithium metal and lithium compound dendrites on the negative electrode surface.
[0002]
[Prior art]
There is a need for technology that makes more effective use of electric power against the background of energy problems and environmental problems. For this purpose, an excellent electricity storage means is necessary, and it is optimal to use a high-performance secondary battery having a large discharge capacity and capable of repeated charge and discharge.
[0003]
Under these circumstances, occlusion of lithium, a lithium secondary battery using a positive electrode and the negative electrode is capable release is used as a battery such as a small portable electronic device because it has a very large discharge capacity, further Expectations for its use as a battery for vehicles such as electric vehicles are also increasing.
However, in a conventional lithium secondary battery, by repeating charging and discharging, lithium metal and a lithium compound are deposited on the surface of the negative electrode, and this precipitate grows greatly with the passage of time, and dendrites are generated. This dendrite deteriorates the cycle characteristics by changing the electrical properties of the negative electrode surface and reducing the discharge capacity of the lithium secondary battery.
[0004]
Further, when the dendrite grows greatly, it finally penetrates the separator, and this dendrite causes a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. Due to this short circuit, the battery may become inoperable or may operate abnormally. This suddenly stops the device in use, or causes malfunction or destruction of the device.
[0005]
Furthermore, when using a non-aqueous electrolyte, the lithium metal of the negative electrode reacts with the non-aqueous electrolyte and the discharge capacity of the lithium secondary battery is reduced, thereby deteriorating the cycle characteristics. Further, gas is generated along with this reaction. Due to the generated gas, the internal pressure in the battery is increased, the battery container is ruptured, and there is a risk of liquid leakage. Therefore, the generation of such gas becomes a problem in terms of safety as well as the generation of dendrites.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses the generation of dendrites of lithium metal and lithium compounds on the negative electrode surface. In a lithium secondary battery having a non-aqueous electrolyte, the lithium metal of the negative electrode An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having excellent cycle characteristics and high safety by preventing reaction with a water electrolyte.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present inventor has found that, in a conventional lithium secondary battery, by covering the surface of the negative electrode with a lithium oxide film, generation of dendrites of lithium metal and lithium compound on the negative electrode surface can be suppressed, leading to the present invention. It is a thing.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
That is, the lithium secondary battery of the present invention is a secondary battery having a non-aqueous electrolyte and having a negative electrode made of lithium metal or a lithium alloy, and the non-aqueous electrolyte contains hydrogen peroxide capable of oxidizing lithium. It is characterized by containing 10 −4 mol / l or more and 10 −1 mol / l or less.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the lithium secondary battery of the present invention, the negative electrode made of lithium metal or lithium alloy is oxidized with hydrogen peroxide capable of oxidizing lithium. By this oxidation treatment, a lithium oxide film is formed on the entire surface of the negative electrode.
[0010]
In this lithium secondary battery, the oxidizing agent capable of oxidizing lithium is hydrogen peroxide. Thereby, the chemical reaction shown by the following chemical reaction formula 1 occurs on the negative electrode surface, and an oxide film is formed on the negative electrode surface.
[0011]
[Chemical 1]
H 2 O 2 → H 2 O + 1 / 2O 2
2Li + 1 / 2O 2 → Li 2 O
This lithium oxide film suppresses the formation of dendrites of lithium metal and lithium compounds on the negative electrode surface during charging. Moreover, when using a non-aqueous electrolyte, it is made for the electrolyte solution intervening between a positive electrode and a negative electrode not to contact the surface of a negative electrode directly.
[0012]
The film thickness of this lithium oxide film is not particularly limited. Further, the uniformity of the film thickness is not particularly limited, but it is desirable that the film thickness is uniform from the viewpoint of the efficiency of the electrode reaction.
In this lithium secondary battery, either an electrolytic solution or a solid electrolyte may be used as the electrolyte interposed between the positive electrode and the negative electrode. In this case, when using an electrolytic solution, a nonaqueous electrolytic solution in which a supporting salt containing lithium is dissolved in an organic solvent having a high dielectric constant and a low viscosity can be used. Examples of the organic solvent include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), dimethoxyethane (DME), tetrahydrofuran (THF), 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF) dioxolane and the like. At least one of the above can be used. As the supporting salt, LiPF 6 , LiClO 4 , LiBF 4 , Li (CF 3 SO 2 ) N 2 , Li (CF 3 SO 2 ) 3 C, or the like can be used. On the other hand, when a solid electrolyte is used, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, acrylic, fluoropolymer, etc., and those in which the supporting salt is included in these dielectrics can be used.
[0013]
Further, the shape of the lithium secondary battery is not particularly limited, and can be a coin shape, a button shape, a cylindrical shape, a square shape, or the like depending on the application. Also, the size is not particularly limited and can be selected according to the application. Moreover, the lithium secondary battery of this invention has a non-aqueous electrolyte containing the oxidizing agent which can oxidize lithium. In this lithium secondary battery, an oxide film is formed on the surface of the negative electrode by the oxidizing agent in the non-aqueous electrolyte.
[0014]
Even in this lithium secondary battery, the oxidizing agent capable of oxidizing lithium is hydrogen peroxide. Thereby, the chemical reaction shown by Chemical Reaction Formula 1 occurs on the negative electrode surface as described above, and an oxide film is formed on the negative electrode surface. This lithium oxide film suppresses the formation of dendrites of lithium metal and lithium compounds on the negative electrode surface during charging, as in the above-described invention. Moreover, when using a non-aqueous electrolyte, it is made for the electrolyte solution intervening between a positive electrode and a negative electrode not to contact the surface of a negative electrode directly.
[0015]
In this lithium secondary battery, the content of hydrogen peroxide in the non-aqueous electrolyte is 10 −4 mol / l or more and 10 −1 mol / l or less . With this content, an oxide film can be formed with a uniform film thickness, generation of dendrites can be sufficiently suppressed, and high charge / discharge efficiency can be maintained. If the content is less than 10 −4 mol / l, an oxide film with a uniform film thickness cannot be formed, and the formation of dendrites may not be sufficiently suppressed. On the other hand, when it exceeds 10 −1 mol / l, the charge / discharge efficiency is lowered and the cycle characteristics may be shortened.
[0016]
[Action]
In the lithium secondary battery of the present invention, since it is possible to suppress the formation of dendrites on the negative electrode surface during charging, even if charging and discharging are repeated many times, the electrical properties of the negative electrode surface do not change, and the discharge capacity, etc. Will not drop. In addition, there is no short circuit between the positive electrode and the negative electrode. For this reason, the lithium secondary battery of the present invention has excellent cycle characteristics and high safety.
[0017]
Even when a non-aqueous electrolyte is used as the electrolyte, the reaction between the lithium metal contained in the negative electrode and the non-aqueous electrolyte is prevented because the non-aqueous electrolyte is not in direct contact with the surface of the negative electrode. The non-aqueous electrolyte does not decompose and no gas is generated.
In particular, in another lithium secondary battery of the present invention, a lithium oxide film is formed with a uniform film thickness on the negative electrode surface not only during battery formation but also during battery use. For example, during use of this lithium secondary battery, if the film is partially lost due to some reason such as peeling of the lithium oxide film from the negative electrode surface, a lithium oxide film is formed on the part where the film is partially lost. It is formed. For this reason, it is possible to suppress the formation of dendrite on the negative electrode surface during charging even in a part where the film is partially lost, and to prevent the non-aqueous electrolyte from directly contacting the negative electrode surface. it can.
[0018]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples.
(Example 1)
As shown in FIG. 1, the lithium secondary battery of this example is assembled so as to have a working electrode 1 as a negative electrode, a counter electrode 2 as a positive electrode, and a non-aqueous electrolyte 4 as an electrolyte. is there.
[0019]
In this lithium secondary battery 10, the working electrode 1 and the counter electrode 2 are made of lithium metal. The non-aqueous electrolyte 4 is prepared by dissolving LiCF 3 SO 3 at a concentration of 1 mol / l in propylene carbonate (PC) and further containing hydrogen peroxide at a content of 1.0 × 10 −2 mol / l. It was prepared by adding to The working electrode 1 and the counter electrode 2 are each formed integrally with a current collector 5 made of stainless steel, and are fixedly held by an insulator 6. The working electrode 1 and the counter electrode 2 are attached with an electrode performance evaluation charging / discharging device 7 for charging / discharging at a constant current density. The electrode performance evaluation charging / discharging device 7 is provided with a reference electrode 3 capable of measuring a comparison potential of the working electrode 1 and the counter electrode 2 with respect to the non-aqueous electrolyte solution 4. It is installed so as to be located between the counter electrodes 2.
(Comparative Example 1)
A lithium secondary battery was assembled in the same manner as in Example 1 except that a non-aqueous electrolytic solution to which hydrogen peroxide was not added was used.
(Evaluation of deposits by electrodeposition test)
Each of the lithium secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1 was used, and the charge / discharge device 7 for electrode performance evaluation was used to set the current density of the charging current to 1 mA / cm 2 and the charge amount of charging to 5 C / cm 2 . An electrodeposition test was conducted in which lithium was eluted from 2 and lithium was deposited on the surface of the working electrode 1. After the electrodeposition test, the surface of the working electrode 1 and the counter electrode 2 of each lithium secondary battery was observed using a scanning electron microscope (SEM).
[0020]
FIG. 2 shows four SEM photographs showing the surface portions of the working electrode and the counter electrode of Example 1 and Comparative Example 1 after the electrodeposition test. In FIG. 2, the upper left SEM photograph shows the surface state of the working electrode of Example 1, and the lower left SEM photograph shows the surface state of the counter electrode of Example 1. The SEM photograph at the upper right shows the surface state of the working electrode of Comparative Example 1, and the SEM photograph at the lower right shows the surface state of the counter electrode of Comparative Example 1.
[0021]
From the SEM photograph at the upper left of FIG. 2, it can be seen that fine granular precipitates are uniformly deposited on the surface of the working electrode of Example 1, and no dendrite is generated. On the other hand, dendrites are generated on the surface of the working electrode of Comparative Example 1 from the SEM photograph in the upper right of FIG.
Moreover, it can be seen from the SEM photograph at the lower left in FIG. 2 that the surface of the counter electrode of Example 1 is extremely flat. This indicates that elution of lithium occurs uniformly. On the other hand, it can be seen from the SEM photograph at the lower right in FIG. 2 that holes are scattered on the surface of the counter electrode of Comparative Example 1. This hole was formed due to non-uniform elution of lithium.
[0022]
From these facts, it can be seen that the addition of hydrogen peroxide to the non-aqueous electrolyte can suppress the formation of dendrite on the negative electrode surface.
(Evaluation of cycle characteristics by electrodeposition test)
The lithium secondary batteries of Example 1 and Comparative Example 1 were used, respectively, and the charge / discharge current density was set to 1 mA / cm 2 by the charge / discharge device 7 for evaluating electrode performance, and the charge amount per cycle was 5 C / cm 2. As described above, lithium is eluted from the counter electrode 2 to deposit lithium on the surface of the working electrode 1, and then lithium is eluted from the working electrode 1 to deposit lithium on the surface of the counter electrode 2. The cycle was repeated 8 times. After this electrodeposition test, the surface of the working electrode 1 and the counter electrode 2 of each lithium secondary battery was observed using an SEM.
[0023]
FIG. 3 shows an SEM photograph showing the surface portion of the working electrode of Example 1 and Comparative Example 1 after this electrodeposition test. In FIG. 3, the left SEM photograph shows the surface state of the working electrode of Example 1, and the right SEM photograph shows the surface state of the counter electrode of Comparative Example 1.
From the SEM photograph on the left side of FIG. 3, it can be seen that no dendrite residue is observed on the surface of the working electrode of the lithium secondary battery of Example 1. From this, it can be seen that in the lithium secondary battery of Example 1, even when lithium deposition and elution are repeated, electrochemically inactive so-called dead lithium is not formed on the negative electrode surface.
[0024]
On the other hand, from the SEM photograph on the right side of FIG. 3, a dendrite-like residue was observed on the surface of the working electrode of the lithium secondary battery of Comparative Example 1, and it died due to repeated lithium deposition and elution. It can be seen that lithium is formed.
Therefore, by adding hydrogen peroxide to the non-aqueous electrolyte, the lithium secondary battery has excellent cycle characteristics, with low lithium consumption and high charge / discharge efficiency even when lithium deposition and elution are repeated. It can be seen that
[0025]
【The invention's effect】
Since the lithium secondary battery of the present invention has excellent cycle characteristics and high safety, the lithium secondary battery can be used many times based on high reliability as a battery for portable electronic devices or electric vehicles.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of a lithium secondary battery of Example 1. FIG.
FIG. 2 is four SEM photographs showing the surface portions of the working electrode and the counter electrode of Example 1 and Comparative Example 1 in the evaluation of precipitates by an electrodeposition test.
FIG. 3 is two SEM photographs showing the surface portion of the working electrode of Example 1 and Comparative Example 1 in the evaluation of cycle characteristics by an electrodeposition test.
[Explanation of symbols]
1: Working electrode 2: Counter electrode 4: Non-aqueous electrolyte 10: Lithium secondary battery

Claims (1)

非水電解液を有し、かつリチウム金属またはリチウム合金からなる負極を有する二次電池であって、該非水電解液はリチウムを酸化できる過酸化水素を10 -4 mol/l以上10 -1 mol/l以下含有していることを特徴とするリチウム二次電池。 A secondary battery having a non-aqueous electrolyte and having a negative electrode made of lithium metal or a lithium alloy, wherein the non-aqueous electrolyte contains 10 −4 mol / l or more and 10 −1 mol of hydrogen peroxide capable of oxidizing lithium. Lithium secondary battery characterized by containing / l or less .
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