JP4252503B2 - 非水性電解質及びこれを含むリチウム二次電池 - Google Patents
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Description
(実施例1)
エチレンカーボネート/ジメチルカーボネート(EC/DMC)が1/1に混合された非水性有機溶媒に1MのLiPF6を添加し、電解質に対して0.5質量%のジアリルジスルフィドを添加して電解質を製造した。
ジアリルジスルフィドの添加量を1質量%としたことを除いては、前記実施例1と同様な方法で電解質を製造した。
ジアリルジスルフィドの添加量を2質量%としたことを除いては、前記実施例1と同様な方法で電解質を製造した。
ジアリルジスルフィドの添加量を5質量%としたことを除いては、前記実施例1と同様な方法で電解質を製造した。
ジアリルジスルフィドの代わりにメチルアリルジスルフィドを用いたことを除いては、前記実施例1と同様な方法で電解質を製造した。
ジアリルジスルフィドの代わりにエチルアリルジスルフィドを用いたことを除いては、前記実施例1と同様な方法で電解質を製造した。
ジアリルジスルフィドを添加しないことを除いては、前記実施例1と同様な方法で電解質を製造した。
前記実施例2及び比較例1の電解質に対し、サイクリックボルタンメトリー(cyclic voltammetry)によって分解電圧を測定し、下記表1に示した。
正極活物質としてLiCoO2、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)、及び導電剤としてカーボンを92:4:4の重量比で混合した後、N−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極スラリーを製造した。このスラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔にコーティングした後、乾燥、圧延して正極を製造した。負極活物質として結晶性人造黒鉛と、バインダーとしてPVDFを92:8の重量比で混合した後、N−メチル−2−ピロリドンに分散させて負極スラリーを製造した。このスラリーを厚さ15μmの銅箔にコーティングした後、乾燥、圧延して負極を製造した。前記製造した電極を、厚さ25μmのポリエチレン製のセパレータを用いて巻き、圧縮して、30mm×48mm×6mmの角形缶に入れた後、前記実施例1〜4と比較例1の電解質を注入して角形電池を製造した。
前記実施例1〜4及び比較例1の電解質を注入して製造したリチウム二次電池に対し、定電流−定電圧(CC−CV)条件下で170mAの電流、4.2Vの充電電圧で充電した後、1時間放置し、170mAの電流で2.5Vまで放電して1時間放置した。この過程を3回繰り返した後、425mAの電流で4.2Vの充電電圧まで2時間30分充電した。組立直後の電池の厚さに対する充電後の厚さの増加率を測定した。その中で実施例1〜4及び比較例1の結果を下記表2に示した。
前記実施例1〜3及び比較例1の電解質を用いて製造したリチウム二次電池に対し、CC−CV条件下で800mA、4.2Vの充電電圧まで2時間30分充電し、CC条件下で800mA、2.75Vのカット−オフ電圧まで放電した。この充放電を300回繰り返して、サイクルによる容量減少を測定した。実施例1〜3及び比較例1の結果を図2に示した。図2に示したように、比較例1の電解質を用いた電池は、充放電サイクルが進むにつれて容量が著しく減少したが、実施例1〜3の電解質を用いた電池は、初回の容量低下が比較例1より大きいものの、2回目以後は安定しサイクルによる容量減少率は小さいことが分かる。
4 電極組立体
5 正極
6 負極
7 セパレータ
8 ケース
11 キャッププレート
Claims (11)
- リチウム塩;
有機溶媒;及び
ジアリルジスルフィド;を含むリチウム二次電池用非水性電解質であって、
前記ジアリルジスルフィドは、前記非水性電解質の総量に対して0.5乃至2質量%用いられる、リチウム二次電池用非水性電解質。 - 前記リチウム塩は、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiClO4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、LiAlO4、LiAlCl4、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(ここで、x及びyは自然数である)、LiCl、及びLiIからなる群より選択される少なくとも一つである、請求項1に記載のリチウム電池用非水性電解質。
- 前記リチウム塩は、0.6乃至2.0Mの濃度で用いられる、請求項2に記載のリチウム電池用非水性電解質。
- 前記有機溶媒は、カーボネート、エステル、エーテル及びケトンからなる群より選択される少なくとも一つの溶媒である、請求項1に記載のリチウム電池用非水性電解質。
- 前記カーボネートは、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジプロピルカーボネート(DPC)、メチルプロピルカーボネート(MPC)、エチルプロピルカーボネート(EPC)、メチルエチルカーボネート(MEC)エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)及びブチレンカーボネート(BC)からなる群より選択される少なくとも一つの溶媒である、請求項4に記載のリチウム電池用非水性電解質。
- 前記カーボネートは、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの混合溶媒である、請求項4に記載のリチウム電池用非水性電解質。
- 前記有機溶媒は、カーボネート系溶媒と芳香族炭化水素系有機溶媒との混合溶媒である、請求項1に記載のリチウム電池用非水性電解質。
- 前記芳香族炭化水素系有機溶媒は、ベンゼン、フルオロベンゼン、トルエン、フルオロトルエン、トリフルオロトルエン、キシレン及びこれらの混合物からなる群より選択される、請求項8に記載のリチウム二次電池用非水性電解質。
- 請求項1乃至9のうちのいずれか1項に記載のリチウム二次電池用非水性電解質;
リチウムイオンの可逆的な挿入/脱離が可能な物質、リチウムイオンと可逆的にリチウム含有化合物を形成することができる物質を正極活物質として含む正極;
リチウムイオンの可逆的な挿入/脱離が可能な物質、リチウム金属、又はリチウム合金を負極活物質として含む負極;
を含むリチウム二次電池。 - 前記リチウム二次電池がリチウムイオン電池又はリチウムポリマー電池である、請求項10に記載のリチウム二次電池。
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