JP4417676B2 - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質二次電池に関し、特にそのエネルギー密度の改善に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly to improvement of its energy density.

近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話、PDAなどの情報電子機器やビデオカムコーダー、ミニディスクプレーヤーなどのオーディオビジュアル電子機器の小型軽量化やコードレス化が急速に進んでいる。これら電子機器の駆動用電源として、高エネルギー密度を有する二次電池が要望されている。従来の二次電池である鉛蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池およびニッケル水素蓄電池では到達し得なかった高エネルギー密度を有する非水電解質二次電池が、これらの駆動用電源として主流になりつつある。   In recent years, information electronic devices such as personal computers, mobile phones, and PDAs, and audiovisual electronic devices such as video camcorders and mini-disc players are rapidly becoming smaller and lighter and cordless. As a power source for driving these electronic devices, a secondary battery having a high energy density is desired. Non-aqueous electrolyte secondary batteries having a high energy density that cannot be achieved by conventional secondary batteries such as lead acid batteries, nickel cadmium batteries, and nickel metal hydride batteries are becoming mainstream as power sources for driving these batteries.

非水電解質二次電池であるリチウムイオン二次電池やリチウムイオンポリマー二次電池においては、リチウムに対する平均放電電位が3.5Vから4.0Vの範囲である材料が正極活物質に用いられている。このような材料としては、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn24)、これら正極材料の混合物、複数の遷移金属を含む固溶材料(LiCoxNiyMnz2あるいはLi(CoaNibMnc24)などが用いられている。正極活物質は、炭素系の導電剤や結着剤などとともに、アルミニウム製、チタン製、ステンレス鋼製などの集電体もしくは集電体を兼ねるケースなどに塗着され、もしくは圧縮成型されて用いられている。 In lithium ion secondary batteries and lithium ion polymer secondary batteries, which are nonaqueous electrolyte secondary batteries, a material having an average discharge potential with respect to lithium in the range of 3.5 V to 4.0 V is used as the positive electrode active material. . Examples of such materials include lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), a mixture of these positive electrode materials, and a solid solution material containing a plurality of transition metals (LiCo x Ni y Mn z O 2 or Li (Co a Ni b Mn c ) 2 O 4) , etc. are used. The positive electrode active material is applied to a current collector such as an aluminum, titanium, or stainless steel or a case that also serves as a current collector together with a carbon-based conductive agent or binder, or used after being compression molded. It has been.

負極活物質には、リチウムを吸蔵および放出可能な炭素材料が好ましく用いられている。炭素材料としては、人造黒鉛、天然黒鉛、石炭・石油ピッチから造られるメソフェーズ焼成体、それらに酸素を含ませて焼成した難黒鉛化性炭素、元々酸素を含むプラスチック焼成体から造られる難黒鉛化性炭素などが用いられている。炭素材料は、結着剤などとともに、銅箔集電体や集電体を兼ねる鉄/ニッケル製の封口板もしくはケースに塗着され、もしくは圧縮成型されて用いられている。一般的に黒鉛材料を用いた場合、難黒鉛化性炭素を用いた場合と比べてリチウムイオンを放出する平均電位が約0.2V卑であるため、高い電圧と電圧平坦性が望まれる分野には、黒鉛材料が負極として適している。   As the negative electrode active material, a carbon material capable of inserting and extracting lithium is preferably used. Carbon materials include artificial graphite, natural graphite, mesophase fired body made from coal / petroleum pitch, non-graphitizable carbon fired by adding oxygen to them, and non-graphitized fired from plastic fired body originally containing oxygen. Carbon is used. The carbon material is used by being applied to a copper foil current collector or an iron / nickel sealing plate or case that also serves as a current collector, or a compression molding, together with a binder. In general, when a graphite material is used, the average potential for releasing lithium ions is about 0.2 V in comparison with the case where non-graphitizable carbon is used. Therefore, in a field where high voltage and voltage flatness are desired. The graphite material is suitable as the negative electrode.

非水電解質には、上記のような3.5V〜4.0Vの高電位で放電する正極の酸化雰囲気に耐え、リチウムに近い電位で充放電する負極の還元雰囲気に耐え得るものが選択される。現在では、高い誘電率を持つエチレンカーボネート(EC)と鎖状カーボネートとの混合溶媒に、六フッ化燐酸リチウム(LiPF6)を溶解させたものが用いられている。鎖状カーボネートとしては、例えばジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)などの低粘性溶媒の1種以上が用いられる。また、高い誘電率を持つプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトンなどの環状カーボネート、環状エステルなども用いられる。上記以外の低粘性溶媒として、フルオロベンゼンなども用いられる。リチウムイオンポリマー二次電池においては、これらの非水電解質をポリマー成分に可塑剤として含ませたゲル状電解質などが用いられている。 A non-aqueous electrolyte is selected that can withstand the oxidizing atmosphere of the positive electrode that discharges at a high potential of 3.5 V to 4.0 V as described above and can withstand the reducing atmosphere of the negative electrode that is charged and discharged at a potential close to lithium. . At present, a solution in which lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and chain carbonate having a high dielectric constant is used. As the chain carbonate, for example, one or more low-viscosity solvents such as diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) are used. Further, propylene carbonate having a high dielectric constant, cyclic carbonates such as γ-butyrolactone, cyclic esters, and the like are also used. Fluorobenzene or the like is also used as a low viscosity solvent other than the above. In a lithium ion polymer secondary battery, a gel electrolyte in which these nonaqueous electrolytes are included as a plasticizer in a polymer component is used.

非水電解質二次電池の高温保存特性やサイクル寿命特性を向上させる観点から、非水電解質に含ませる添加剤として、ビニレンカーボネート、プロパンサルトン、フェニルエチレンカーボネートビニルエチレンカーボネートなどが用いられている。また、過充電時の安全性を高める観点から、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニルベンゼン、ジフェニルエーテルなどを非水電解質に添加する場合もある。   From the viewpoint of improving the high-temperature storage characteristics and cycle life characteristics of nonaqueous electrolyte secondary batteries, vinylene carbonate, propane sultone, phenylethylene carbonate vinylethylene carbonate, and the like are used as additives to be included in the nonaqueous electrolyte. In addition, cyclohexylbenzene, biphenylbenzene, diphenyl ether, and the like may be added to the nonaqueous electrolyte from the viewpoint of improving safety during overcharge.

しかしながら、非水電解質二次電池は、LiCoO2に代表される正極の最高容量密度(約282mAh/g)と黒鉛に代表される負極の最高容量密度(約372mAh/g)により、自ずと限界容量が決まっている。従って、体積に制限のある規格電池では、これらの材料やこれに類似した結晶構造をもつ材料を用いた場合、前記限界容量以上のエネルギー密度の向上は期待できない。そこで、負極にナトリウム、正極に溶融塩、隔膜にナトリウムイオン伝導性固体電解質を用いた新規な構造の二次電池の研究も行われている(非特許文献1参照)。
松永、「AlCl3−NaCl溶融塩を用いるNa/Se(IV)二次電池の挙動」、電気化学および工業物理化学、1983年、第51巻、第10号、p.847−848
However, the non-aqueous electrolyte secondary battery naturally has a limit capacity due to the maximum capacity density of the positive electrode represented by LiCoO 2 (about 282 mAh / g) and the maximum capacity density of the negative electrode represented by graphite (about 372 mAh / g). It has been decided. Therefore, in a standard battery with a limited volume, when these materials or materials having a similar crystal structure are used, an improvement in energy density exceeding the limit capacity cannot be expected. Therefore, research on secondary batteries having a novel structure using sodium for the negative electrode, molten salt for the positive electrode, and sodium ion conductive solid electrolyte for the diaphragm has also been conducted (see Non-Patent Document 1).
Matsunaga, “Behavior of Na / Se (IV) Secondary Battery Using AlCl 3 —NaCl Molten Salt”, Electrochemistry and Industrial Physical Chemistry, 1983, Vol. 51, No. 10, p. 847-848

本発明は、従来の電池に比べて安価であるとともに、エネルギー密度の高い非水電解質二次電池を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery that is less expensive than a conventional battery and has a high energy density.

本発明は、(A)アルカリ金属塩を非水溶媒に溶解してなる電解質溶液、(B)前記電解質溶液に溶解もしくは分散したレドックス材料からなる正極活物質、(C)前記正極活物質が酸化還元反応を行うための場を提供する正極集電体、および(D)アルカリ金属イオンを吸蔵および放出、またはアルカリ金属を析出または溶解可能な負極からなる非水電解質二次電池に関する。
電池の使用時には、負極は正極活物質と電子的に絶縁されている。ただし、電池の使用時であっても、自己放電量が許容される範囲であれば、負極と正極活物質とが電子的に導通していてもよく、完全に電子的に絶縁されている必要はない。
The present invention includes (A) an electrolyte solution obtained by dissolving an alkali metal salt in a nonaqueous solvent, (B) a positive electrode active material made of a redox material dissolved or dispersed in the electrolyte solution, and (C) the positive electrode active material is oxidized. The present invention relates to a positive electrode current collector that provides a field for performing a reduction reaction, and (D) a nonaqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode capable of occluding and releasing alkali metal ions, or depositing or dissolving alkali metals.
When the battery is used, the negative electrode is electronically insulated from the positive electrode active material. However, even when the battery is used, the negative electrode and the positive electrode active material may be electronically conductive as long as the amount of self-discharge is permissible, and must be completely electronically insulated. There is no.

前記負極は、アルカリ金属イオン伝導性を有するとともに正極活物質を遮蔽する隔膜で覆われている。
前記隔膜は、成分(A)と成分(B)を構成する要素のうち、アルカリ金属イオンだけを通すことが好ましい。
成分(A)と成分(B)は、液状もしくは流動性を有する複合物を形成していることが好ましい。
前記正極集電体は、前記アルカリ金属塩を構成するアルカリ金属の電位に対して+3V以上の溶解(酸化)電位を示す金属シートもしくは多孔質なカーボンシートからなることが好ましい。
The negative electrode is covered with a diaphragm to shield the positive electrode active material and having a A alkali metal ion conductivity.
It is preferable that only the alkali metal ion is allowed to pass through the diaphragm among the elements constituting the component (A) and the component (B).
It is preferable that the component (A) and the component (B) form a liquid or fluid composite.
The positive electrode current collector is preferably made of a metal sheet or a porous carbon sheet exhibiting a dissolution (oxidation) potential of +3 V or more with respect to the potential of the alkali metal constituting the alkali metal salt.

前記金属シートの表面には、カーボン層が付着していることが好ましい。
前記負極に接続され、電流を外部へ取り出すための負極リードは、正極活物質から遮蔽されていることが好ましい。
前記正極活物質は、非水溶媒に一部もしくは全部が溶解可能な遷移金属塩、イオウ化合物、セレン化合物、テルル化合物、単体イオウ、単体セレンおよび単体テルルよりなる群から選ばれる少なくとも1種からなることが好ましい。
前記負極は、アルカリ金属、黒鉛、非晶質炭素、フラーレン、カーボンナノチューブ、合金、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、珪素および一酸化珪素よりなる群から選ばれる少なくとも1種からなることが好ましい。
A carbon layer is preferably attached to the surface of the metal sheet.
It is preferable that the negative electrode lead connected to the negative electrode and for taking out current to the outside is shielded from the positive electrode active material.
The positive electrode active material is composed of at least one selected from the group consisting of transition metal salts, sulfur compounds, selenium compounds, tellurium compounds, simple sulfur, simple selenium and simple tellurium that can be partially or wholly dissolved in a non-aqueous solvent. It is preferable.
The negative electrode is preferably made of at least one selected from the group consisting of alkali metal, graphite, amorphous carbon, fullerene, carbon nanotube, alloy, transition metal oxide, transition metal sulfide, silicon and silicon monoxide. .

前記アルカリ金属塩は、イミド塩、メサイド塩、硼酸塩、過塩素酸塩、六フッ化砒酸塩、塩化アルミン酸塩、チオシアン酸塩、ヨウ化塩、四フッ化硼酸塩、六フッ化燐酸塩、六フッ化燐酸塩のフッ素の少なくとも1つを−CF3または−C25で置き換えた塩、および四フッ化硼酸塩のフッ素の少なくとも1つを−CF3または−C25で置き換えた塩よりなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。 The alkali metal salt includes imide salt, meside salt, borate, perchlorate, hexafluoroarsenate, chloroaluminate, thiocyanate, iodide, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate , A salt in which at least one of fluorine of hexafluorophosphate is replaced with —CF 3 or —C 2 F 5 , and at least one of fluorine of tetrafluoroborate is —CF 3 or —C 2 F 5 It is preferably at least one selected from the group consisting of substituted salts.

前記非水溶媒は、常温で液体の極性溶媒および常温でイオン解離している常温溶融塩よりなる群から選択される少なくとも1種からなることが好ましい。
本発明の一態様において、前記隔膜は、アルカリ金属イオン伝導性固体電解質からなる。
本発明の一態様において、前記アルカリ金属イオン伝導性固体電解質は、リン酸アルカリ金属塩を含む。
前記アルカリ金属イオン伝導性固体電解質は、硫化物塩をさらに含むことが好ましい。
The non-aqueous solvent is preferably composed of at least one selected from the group consisting of a polar solvent that is liquid at room temperature and a room temperature molten salt that is ionically dissociated at room temperature.
In one aspect of the present invention, the diaphragm is ing an alkali metal ion conductive solid electrolyte.
In one aspect of the present invention, the alkali metal ion conductive solid electrolyte, including an alkali metal phosphate.
The alkali metal ion conductive solid electrolyte preferably further includes a sulfide salt.

本発明の別の一態様において、前記電解質溶液は、充放電により前記負極の表面に被膜を形成する機能を有する有機物を含み、隔膜は前記被膜からなる。
前記有機物は、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネートおよびプロパンサルトンよりなる群から選択される少なくとも1種からなることが好ましい。
電解質溶液が前記有機物を含む場合には、初期の充放電により、負極表面にアルカリ金属イオン伝導性の被膜が形成されるため、製造直後の電池内においては負極と正極活物質とが電子的に絶縁されている必要はない。
In another aspect of the present invention, the electrolyte solution is seen containing an organic substance having a function of forming a film on the surface of the negative electrode by charging and discharging, the diaphragm is made of said coating.
The organic material is preferably composed of at least one selected from the group consisting of vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, phenyl ethylene carbonate, and propane sultone.
When the electrolyte solution contains the organic substance, an alkali metal ion conductive film is formed on the surface of the negative electrode by the initial charge / discharge, so that the negative electrode and the positive electrode active material are electronically formed in the battery immediately after manufacture. It does not need to be insulated.

本発明によれば、従来の電池に比べて安価であるとともに、エネルギー密度の高い非水電解質二次電池を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery that is less expensive than a conventional battery and has a high energy density.

本発明の非水電解質二次電池は、(A)アルカリ金属塩を非水溶媒に溶解してなる電解質溶液、(B)電解質溶液に溶解もしくは分散したレドックス材料からなる正極活物質、(C)正極活物質が酸化還元反応を行うための場を提供する正極集電体、および(D)アルカリ金属イオンを吸蔵および放出、またはアルカリ金属を析出および溶解可能な負極を具備する。   The nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes (A) an electrolyte solution obtained by dissolving an alkali metal salt in a nonaqueous solvent, (B) a positive electrode active material comprising a redox material dissolved or dispersed in the electrolyte solution, (C) A positive electrode current collector that provides a field for the positive electrode active material to perform an oxidation-reduction reaction; and (D) a negative electrode capable of occluding and releasing alkali metal ions or depositing and dissolving alkali metals.

成分(A)と成分(B)は、通常、液状もしくは流動性を有する複合物(以下、正極液という)を形成している。正極液にはレドックス材料である硫黄、セレン、テルルなどのカルコゲン元素や遷移金属塩などが溶解もしくは分散しており、レドックス材料が正極活物質として機能する。成分(A)のアルカリ金属塩は、正極液の電気化学的中性を保ち、レドックス材料の酸化状態や還元状態を配位により安定化させる機能を担っている。   The component (A) and the component (B) usually form a liquid or fluid composite (hereinafter referred to as a positive electrode solution). In the positive electrode solution, chalcogen elements such as sulfur, selenium, and tellurium, which are redox materials, and transition metal salts are dissolved or dispersed, and the redox material functions as a positive electrode active material. The alkali metal salt of the component (A) has a function of maintaining the electrochemical neutrality of the positive electrode solution and stabilizing the oxidation state and reduction state of the redox material by coordination.

レドックス材料であるカルコゲン元素は、アルカリ金属塩を形成して非水溶媒中に溶解可能である。カルコゲン元素のアルカリ金属塩が、アルカリ金属イオンとカルコゲンイオンとにイオン解離した際には、カルコゲン元素は負電荷を有するが、充電により高次の酸化状態へと変換される。以下に、アルカリ金属イオンがリチウムイオンであり、カルコゲン元素が硫黄である場合の反応式(1)を例示する。   The chalcogen element which is a redox material forms an alkali metal salt and can be dissolved in a non-aqueous solvent. When an alkali metal salt of a chalcogen element is ionically dissociated into an alkali metal ion and a chalcogen ion, the chalcogen element has a negative charge, but is converted into a higher-order oxidation state by charging. The reaction formula (1) when the alkali metal ion is lithium ion and the chalcogen element is sulfur is exemplified below.

反応式(1)
Li2S ⇔ 2Li+ + S2-
S2- ⇔ S + 2e-
2Li+ + S + 2A- ⇔ 2Li+ + S2+(2A-) + 2e-
2Li+ + S2+(2A-) + 2A- ⇔ 2Li+ + S4+(4A-) + 2e-
S2- + 4A- ⇔ S4+ (4A-) + 6e-(トータル反応)
ここで、LiAは、溶媒に溶解した成分(A)のリチウム塩であり、次のようにイオン解離している。
LiA → Li+ + A-
Reaction formula (1)
Li 2 S ⇔ 2Li + + S 2-
S 2- ⇔ S + 2e -
2Li + + S + 2A - ⇔ 2Li + + S 2+ (2A -) + 2e -
2Li + + S 2+ (2A - ) + 2A - ⇔ 2Li + + S 4+ (4A -) + 2e -
S 2- + 4A - ⇔ S 4+ (4A -) + 6e - ( Total reaction)
Here, LiA is a lithium salt of component (A) dissolved in a solvent, and is ion-dissociated as follows.
LiA → Li + + A -

上記のように、硫化リチウムを用いた場合、トータルで6電子反応が得られる。他のカルコゲン元素のアルカリ金属塩についても、カルコゲン元素が硫黄である場合と同様に、レドックス材料として用いることができる。   As described above, when lithium sulfide is used, a total of six electron reactions can be obtained. Other alkali metal salts of chalcogen elements can also be used as redox materials as in the case where the chalcogen element is sulfur.

レドックス材料である遷移金属塩は、正極液中では正電荷を帯びている遷移金属イオン(カチオン)とアニオンにイオン解離している。遷移金属イオンは、カルコゲン元素ほどの多電子反応を行うことはできないが、遷移金属の種類によって電池の作動電圧にバリエーションをもたせることができる。以下に、遷移金属イオンがCoである場合の反応式(2)を例示する。ここでもLiAは溶媒に溶解した成分(A)のリチウム塩を表す。   The transition metal salt, which is a redox material, is ionically dissociated into a positively charged transition metal ion (cation) and anion in the cathode solution. Transition metal ions cannot perform as many electron reactions as chalcogen elements, but can vary the operating voltage of the battery depending on the type of transition metal. The reaction formula (2) when the transition metal ion is Co is illustrated below. Again, LiA represents the lithium salt of component (A) dissolved in the solvent.

反応式(2)
Co(N(CF3SO2)2)2 ⇔ Co2+ + 2(N(CF3SO2)2 -)
Li+ + Co2+ + A- ⇔ Li+ + Co3+A- + e-
Reaction formula (2)
Co (N (CF 3 SO 2 ) 2) 2 ⇔ Co 2+ + 2 (N (CF 3 SO 2) 2 -)
Li + + Co 2+ + A - ⇔ Li + + Co 3+ A - + e -

正極液中のレドックス材料には、上記の他に、硫黄、セレン、テルルなどの単体粉末、チオシアン酸鉄(Fe(SCN)2)、チオシアン酸コバルト(Co(SCN)2)などのチオシアン酸塩などを用いることができる。また、現在知られているリチウム塩のアニオンを含む遷移金属塩であれば、特に限定なく用いることができる。 In addition to the above, the redox materials in the cathode solution include simple powders such as sulfur, selenium and tellurium, and thiocyanates such as iron thiocyanate (Fe (SCN) 2 ) and cobalt thiocyanate ( Co (SCN) 2 ) Etc. can be used. In addition, any transition metal salt containing an anion of a lithium salt that is currently known can be used without particular limitation.

正極集電体は、正極液中のレドックス材料が酸化・還元して電子の授受を行う場所であるから、反応速度にもよるが、正極集電体の反応面積は大きいほど好ましい。大きな反応面積を確保してレドックス材料の電子反応を促進させる観点からは、金属単板ではなく、金属シートからなる集電体の表面に、比表面積の大きな炭素粒子を付着させて、カーボン層を形成することが有効である。   The positive electrode current collector is a place where the redox material in the positive electrode solution is oxidized / reduced to exchange electrons, so that the reaction area of the positive electrode current collector is preferably as large as possible depending on the reaction rate. From the perspective of securing a large reaction area and promoting the electronic reaction of the redox material, carbon particles having a large specific surface area are attached to the surface of a current collector made of a metal sheet instead of a single metal plate to form a carbon layer. It is effective to form.

正極集電体は、アルカリ金属塩を構成するアルカリ金属の電位に対して+3V以上の電位で、可能な限り安定であることが好ましい。すなわち、正極集電体を構成する金属シートは、前記アルカリ金属の電位に対して+3V以上の溶解電位を有することが好ましい。例えば、タングステン、モリブデン、加工が容易で安価なアルミニウム、オーステナイト系のステンレス鋼、チタンなどが正極集電体として好適である。また、耐酸化性に強く、比表面積の大きい金属粉末の焼結体、カーボンフェルト、黒鉛粉末のように比表面積の大きな炭素材料からなるカーボンシートなどで正極集電体を構成してもよい。   The positive electrode current collector is preferably as stable as possible at a potential of +3 V or higher with respect to the potential of the alkali metal constituting the alkali metal salt. That is, the metal sheet constituting the positive electrode current collector preferably has a dissolution potential of +3 V or higher with respect to the potential of the alkali metal. For example, tungsten, molybdenum, easy and inexpensive aluminum, austenitic stainless steel, titanium, and the like are suitable as the positive electrode current collector. Alternatively, the positive electrode current collector may be formed of a sintered metal powder having a high specific surface area, a carbon powder, a carbon sheet made of a carbon material having a large specific surface area such as graphite powder, and the like.

電池の外装材を兼ねることができるように、樹脂フィルムと正極集電体とからなるラミネートシートを用いることもできる。また、ガラス、セラミックスなどから外装材を構成することもできる。その場合、正極集電体にそれと同様の材質からなるリードを接続し、それを外装の外部に引き出すことが必要である。   A laminate sheet composed of a resin film and a positive electrode current collector can also be used so that it can also serve as a battery exterior material. Further, the exterior material can be made of glass, ceramics, or the like. In that case, it is necessary to connect a lead made of the same material to the positive electrode current collector and draw it out of the exterior.

負極には、アルカリ金属を吸蔵および放出できる材料を特に限定なく用いることができる。また、アルカリ金属イオンを生成しながら溶解し、再析出が可能なアルカリ金属自体を用いることもできる。アルカリ金属を吸蔵および放出できる材料としては、容量が大きい黒鉛、非晶質炭素、フラーレン、カーボンナノチューブなどの炭素材料、珪素、錫、鉛、アルミニウム、ビスマスなどのアルカリ金属を吸蔵・放出できる金属、アルカリ金属を吸蔵・放出できる合金、酸化タングステン、酸化バナジウム、チタン酸リチウム、バナジン酸リチウムなどの遷移金属酸化物、二硫化モリブデン、二硫化チタンなどの遷移金属硫化物、珪素、一酸化珪素などが挙げられる。また、アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウムなどを用いることができる。これらの負極材料は2種以上を組み合わせて用いてもよい。   A material that can occlude and release alkali metal can be used for the negative electrode without any particular limitation. Moreover, the alkali metal itself which melt | dissolves and produces | generates reprecipitation, producing | generating an alkali metal ion can also be used. Materials that can occlude and release alkali metals include carbon materials such as graphite, amorphous carbon, fullerene, and carbon nanotubes with large capacities, metals that can occlude and release alkali metals such as silicon, tin, lead, aluminum, and bismuth, Alloys that can occlude and release alkali metals, transition metal oxides such as tungsten oxide, vanadium oxide, lithium titanate, lithium vanadate, transition metal sulfides such as molybdenum disulfide and titanium disulfide, silicon, silicon monoxide, etc. Can be mentioned. Moreover, lithium, sodium, etc. can be used as an alkali metal. These negative electrode materials may be used in combination of two or more.

成分(A)を構成する非水溶媒には、常温(例えば25℃)で液体の極性溶媒、常温(例えば25℃)でイオン解離している常温溶融塩などを用いることが好ましい。ただし、2種以上の化合物の混合物からなる非水溶媒を用いる場合には、混合物が常温で液体であればよく、常温で固体の化合物を含んでいてもよい。   As the non-aqueous solvent constituting the component (A), it is preferable to use a polar solvent that is liquid at room temperature (for example, 25 ° C.), a room temperature molten salt that is ion-dissociated at room temperature (for example, 25 ° C.), or the like. However, when a non-aqueous solvent composed of a mixture of two or more compounds is used, the mixture may be liquid at room temperature, and may contain a solid compound at room temperature.

用い得る極性溶媒としては、現在リチウムイオン二次電池やリチウム一次電池などに使用されているものであれば、特に限定なく使用できる。例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状炭酸エステル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどの環状カルボン酸エステル、テトラヒドロフランなどの環状エーテルなどを用いることができる。また、グライム類、ラクトン類、スルフォラン類などの誘電率の比較的高いものも使用できる。   The polar solvent that can be used is not particularly limited as long as it is currently used for a lithium ion secondary battery or a lithium primary battery. For example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate, cyclic carboxylic acid esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, tetrahydrofuran, etc. Cyclic ethers can be used. Also, those having a relatively high dielectric constant such as glymes, lactones, sulfolanes can be used.

常温溶融塩としては、有機物カチオンと、有機もしくは無機のアニオンとを組合せたイオン性液体を用いることができる。ここで、有機物カチオンとしては、テトラヘキシルアンモニウム(THA)、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウム(HMI)、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウム(DMPI)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム(EMI)、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウム(BMI)などを用いることができる。また、有機もしくは無機のアニオンとしては、ビストリフルオロメタンスルフォニルイミドアニオン(TFSI)、六フッ化燐酸アニオン(PF6)、四フッ化ホウ酸アニオン(BF4)などを用いることができる。   As the room temperature molten salt, an ionic liquid in which an organic cation and an organic or inorganic anion are combined can be used. Here, as the organic cation, tetrahexylammonium (THA), 1-hexyl-3-methylimidazolium (HMI), 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium (DMPI), 1-ethyl-3-methyl Imidazolium (EMI), 1-butyl-3-methylimidazolium (BMI), or the like can be used. As the organic or inorganic anion, bistrifluoromethanesulfonylimide anion (TFSI), hexafluorophosphate anion (PF6), tetrafluoroborate anion (BF4), or the like can be used.

また、イオン解離しない有機溶媒とイオン性液体との混合溶媒を用いることもできる。なお、溶解度の関係で正極液中に固体が存在していても特に問題はない。   A mixed solvent of an organic solvent that does not ionically dissociate and an ionic liquid can also be used. Note that there is no particular problem even if a solid exists in the cathode solution due to solubility.

成分(A)を構成するアルカリ金属塩には、イミド塩(XN(SO2CnF2n+1)(SO2CmF2m+1) (Xはアルカリ金属、n、mは0以上でn=mであっても良い))、メサイド塩(XC(SO2CkF2k+1)(SO2CmF2m+1) (SO2CnF2n+1) (Xはアルカリ金属、k、m、nは1以上で、k=n=mであっても良い))、BO4骨格を有する硼酸塩、過塩素酸塩(XClO4)、六フッ化砒酸塩(XAsF6)、塩化アルミン酸塩(XAlCl4)、チオシアン酸塩(XSCN)、ヨウ化塩(XI)、四フッ化硼酸塩(XBF4)、六フッ化燐酸塩(LiPF6など)、六フッ化燐酸塩のフッ素の少なくとも1つを−CF3または−C25で置き換えた塩、四フッ化硼酸塩のフッ素の少なくとも1つを−CF3または−C25で置き換えた塩、LiCF3SO3およびその誘導体などを用いることができる。なお、アルカリ金属(X)としては、リチウムが好ましいが、ナトリウム、カリウムなどを用いることもできる。アルカリ金属(X)の種類に応じて、正極液中のレドックス材料、アルカリ金属イオン伝導性の隔膜などを選択すればよい。 The alkali metal salt constituting the component (A) includes an imide salt (XN (SO 2 C n F 2n + 1 ) (SO 2 C m F 2m + 1 ) (X is an alkali metal, n and m are 0 or more) n = m)), meside salt (XC (SO 2 C k F 2k + 1 ) (SO 2 C m F 2m + 1 ) (SO 2 C n F 2n + 1 ) (X is an alkali metal) , K, m, n are 1 or more, k = n = m may be sufficient)), borate having BO 4 skeleton, perchlorate (XClO 4 ), hexafluoroarsenate (XAsF 6 ) , Chloroaluminate (XAlCl 4 ), thiocyanate (XSCN), iodide (XI), tetrafluoroborate (XBF 4 ), hexafluorophosphate (LiPF 6 etc.), hexafluorophosphate at least one salt is replaced by -CF 3 or -C 2 F 5, salts of at least one of fluorine tetrafluoroborate salt was replaced by -CF 3 or -C 2 F 5, LiCF 3 SO of fluorine 3 and its derivatives can be used. In addition, as an alkali metal (X), although lithium is preferable, sodium, potassium, etc. can also be used. Depending on the type of alkali metal (X), a redox material in the positive electrode solution, an alkali metal ion conductive diaphragm, or the like may be selected.

正極液と負極との界面に存在する隔膜には、アルカリ金属イオン伝導性があり、かつ電子伝導性の低いものであれば特に限定なく使用できる。   The diaphragm present at the interface between the positive electrode solution and the negative electrode can be used without particular limitation as long as it has alkali metal ion conductivity and low electron conductivity.

正極液は液状もしくは流動性を有することから、本発明においては、負極と正極活物質との電気的接触を確実に防止するために、アルカリ金属イオンを通すとともに正極活物質を遮蔽する機能を有する隔膜で負極を覆っている。そのような隔膜としては、アルカリ金属イオン伝導性の固体電解質が好適である。例えば、リン酸アルカリ金属塩もしくは窒素を含んだリン酸アルカリ金属塩からなる固体電解質、リン酸アルカリ金属塩および硫化物塩(例えばLi2S-SiS2)からなる固体電解質、リン酸アルカリ金属塩および珪酸アルカリ金属塩からなる固体電解質(例えばアルカリ金属がリチウムである場合にはLi3PO4−Li4SiO4系)、アルカリ金属硫化物と他の硫化物(例えばB2S3、P2S5)からなる固体電解質(Li2S-B2S3系、Li2S-P2S5系)などを用いることができる。 Since the positive electrode solution is liquid or fluid, in the present invention, in order to reliably prevent electrical contact between the negative electrode and the positive electrode active material, it has a function of passing an alkali metal ion and shielding the positive electrode active material. Ru Ttei covering the negative electrode with a septum. As such a diaphragm, an alkali metal ion conductive solid electrolyte is suitable. For example, a solid electrolyte composed of an alkali metal phosphate or an alkali metal phosphate containing nitrogen, a solid electrolyte composed of an alkali metal phosphate and a sulfide salt (for example, Li 2 S-SiS 2 ), an alkali metal phosphate And a solid electrolyte composed of alkali metal silicate (for example, Li 3 PO 4 -Li 4 SiO 4 system when the alkali metal is lithium), alkali metal sulfide and other sulfides (for example, B 2 S 3 , P 2 A solid electrolyte (Li 2 SB 2 S 3 system, Li 2 SP 2 S 5 system) composed of S 5 ) can be used.

ヨウ化アルカリ金属塩は、負極表面にヨウ化物からなるアルカリ金属イオン伝導性を有する膜を形成する。従って、ヨウ化アルカリ金属塩は、正極液の構成要素であるアルカリ金属塩とアルカリ金属イオン伝導性の隔膜の両者をもたらす好適な材料である。   The alkali metal iodide salt forms an alkali metal ion conductive film made of iodide on the negative electrode surface. Accordingly, the alkali metal iodide is a suitable material that provides both an alkali metal salt that is a constituent of the positive electrode solution and an alkali metal ion conductive diaphragm.

負極体積の膨張収縮が大きい場合には、正極液の代わりに、アルカリ金属イオン伝導性のポリマー電解質を用いることが有用である。例えば、レドックス材料、非水溶媒およびアルカリ金属塩からなる正極液とポリマー材料とを複合化したゲルポリマー電解質を用いることができる。前記ポリマー材料としては、エチレンオキシド鎖もしくはプロピレンオキシド鎖をもつポリマー、エチレンカーボネートやラクトンなどの有機溶媒に由来する骨格をもつポリマーなどが好ましい。   In the case where the expansion and contraction of the negative electrode volume is large, it is useful to use an alkali metal ion conductive polymer electrolyte instead of the positive electrode solution. For example, a gel polymer electrolyte in which a positive electrode solution made of a redox material, a nonaqueous solvent and an alkali metal salt and a polymer material are combined can be used. The polymer material is preferably a polymer having an ethylene oxide chain or a propylene oxide chain, a polymer having a skeleton derived from an organic solvent such as ethylene carbonate or lactone.

正極液に、負極表面上に被膜を形成する機能を有する有機物を含ませることにより、アルカリ金属イオンを通すとともに正極活物質を遮蔽する機能を有する隔膜(被膜)を負極表面上に形成することもできる。そのような有機物としては、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、フェニルエチレンカーボネート(PhEC)、プロパンサルトン(PS)などを用いることができる。   By including an organic substance having a function of forming a film on the negative electrode surface in the positive electrode solution, a diaphragm (film) having a function of passing alkali metal ions and shielding the positive electrode active material may be formed on the negative electrode surface. it can. As such an organic substance, vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC), phenyl ethylene carbonate (PhEC), propane sultone (PS), or the like can be used.

電流を外部へ取り出すための負極リードが負極に接続されている場合には、負極リードも正極活物質から遮蔽されていることが好ましい。例えば、負極リードの正極活物質と接触する可能性がある箇所を、アルカリ金属イオン伝導性の固体電解質からなる隔膜で被覆したり、樹脂などの絶縁材料で負極リード全体を被覆したりすることが有効である。   When the negative electrode lead for taking out an electric current outside is connected to the negative electrode, it is preferable that the negative electrode lead is also shielded from the positive electrode active material. For example, the portion of the negative electrode lead that may come into contact with the positive electrode active material may be covered with a diaphragm made of an alkali metal ion conductive solid electrolyte, or the entire negative electrode lead may be covered with an insulating material such as a resin. It is valid.

本発明は、円筒型、角型、ラミネートシート風袋型、コイン型など、どのような形状の非水電解質二次電池に適用してもよい。正極および負極の形態は、電池の形状に応じて適宜変更すればよい。どのような形態においても、負極および正極集電体それぞれの少なくとも一部が、正極液に浸漬されていれば、本発明の非水電解質二次電池の充放電を行うことができる。
以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に説明する。
The present invention may be applied to non-aqueous electrolyte secondary batteries having any shape such as a cylindrical shape, a square shape, a laminate sheet tare type, and a coin type. What is necessary is just to change suitably the form of a positive electrode and a negative electrode according to the shape of a battery. In any form, if at least a part of each of the negative electrode and the positive electrode current collector is immersed in the positive electrode solution, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be charged and discharged.
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples.

《実施例1》
図1に、実施例で作製した非水電解質二次電池の縦断面図を示す。この電池は以下のようにして作製した。
(イ)電池ケースの作製
正極集電体と外装とを兼ねるタングステン製シートから、袋状のケース2を作製した。ケース2の内面には、カーボンブラックを主成分とするカーボン層3を形成した。ここでは、カーボンブラック(CB)とポリフッ化ビニリデン(PVdF)とN−メチル−2−ピロリドン(NMP)とを含む混合ペースト(CB:PVdF:NMPの重量比は100:10:100)をタングステン製シートの片面にスクリーン印刷により塗布した後、100℃で乾燥させ、カーボン層をタングステン製シートに固着させた。
Example 1
FIG. 1 shows a longitudinal sectional view of a nonaqueous electrolyte secondary battery produced in the example. This battery was produced as follows.
(A) Production of Battery Case A bag-like case 2 was produced from a tungsten sheet serving both as a positive electrode current collector and an exterior. A carbon layer 3 containing carbon black as a main component was formed on the inner surface of the case 2. Here, a mixed paste (CB: PVdF: NMP weight ratio of 100: 10: 100) containing carbon black (CB), polyvinylidene fluoride (PVdF), and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is made of tungsten. After coating on one side of the sheet by screen printing, it was dried at 100 ° C. to fix the carbon layer to the tungsten sheet.

(ロ)正極液の調製
正極液4は、レドックス材料からなる正極活物質を電解質溶液に溶解することにより調製した。電解質溶液には、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの体積比1:1の混合非水溶媒に、アルカリ金属塩としてリチウムビストリフルオロメタンスルフォニルイミド(LiN(SO2CF3)2)を4モル/リットルの濃度で溶解させたものを用いた。こうして得られた電解質溶液に、レドックス材料として硫化リチウム(Li2S)を1モル/リットルの濃度で溶解させ、正極液4とした。
(B) Preparation of cathode solution The cathode solution 4 was prepared by dissolving a cathode active material made of a redox material in an electrolyte solution. In the electrolyte solution, a mixed non-aqueous solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate in a volume ratio of 1: 1 and lithium bistrifluoromethanesulfonylimide (LiN (SO 2 CF 3 ) 2 ) as an alkali metal salt is 4 mol / liter. What was dissolved in the concentration of was used. Lithium sulfide (Li 2 S) as a redox material was dissolved in the electrolyte solution thus obtained at a concentration of 1 mol / liter to obtain a cathode solution 4.

(ハ)負極の作製
負極活物質である非晶質炭素(呉羽化学工業(株)製のカーボトロンP)100重量部に、結着剤となるスチレンブタジエンゴムの水性分散液を樹脂分で3重量部加えて混練し、ペースト状負極合剤を得た。このペースト状負極合剤を、銅箔からなる集電体の両面に塗着した後、乾燥し、圧延して、活物質層を形成し、負極7を得た。
(C) Production of negative electrode 3 parts by weight of an aqueous dispersion of styrene butadiene rubber as a binder is added to 100 parts by weight of amorphous carbon (Carbontron P manufactured by Kureha Chemical Industry Co., Ltd.), which is a negative electrode active material. Part was added and kneaded to obtain a paste-like negative electrode mixture. This paste-like negative electrode mixture was applied to both surfaces of a current collector made of copper foil, then dried and rolled to form an active material layer, whereby negative electrode 7 was obtained.

次に、所定形状に裁断した負極7をスパッタ装置に導入して、リン酸リチウム(Li3PO4)からなる固体電解質のターゲットを用いてスパッタを行い、負極7の表面に膜厚2μmの隔膜6を形成した。隔膜を構成するリン酸リチウムの組成は、およそLi2.9PO3.3N0.36であった。その後、負極集電体の端部から負極合剤の一部を剥ぎ取り、集電体露出部にニッケル製の負極リード1の一端を抵抗溶着にて接合した。負極リードは、その他端を除く全体を絶縁テープ8で被覆した。 Next, the negative electrode 7 cut into a predetermined shape is introduced into a sputtering apparatus and sputtered using a solid electrolyte target made of lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), and a 2 μm-thickness diaphragm is formed on the surface of the negative electrode 7. 6 was formed. The composition of lithium phosphate constituting the diaphragm was approximately Li 2.9 PO 3.3 N 0.36 . Thereafter, a part of the negative electrode mixture was peeled off from the end portion of the negative electrode current collector, and one end of the nickel negative electrode lead 1 was joined to the current collector exposed portion by resistance welding. The negative electrode lead was entirely covered with insulating tape 8 except for the other end.

(ニ)電池の作製
次に、ケース2の中に負極を挿入し、さらに正極液4を注入した。このとき、負極の一端にある負極リードと負極集電体との接合部分が、正極液面より下になるようにした。その後、ケース2の開口部から負極リード1の他端を外部に引き出して、ポリフェニレンサルファイド製絶縁ガスケット5により、開口部を接着した。
得られた電池の寸法は、幅30mm、総高50mm、厚さ5.3mmとし、電池の設計容量は800mAhとした。以下、すべての電池の設計容量も800mAhとした。
(D) Production of Battery Next, the negative electrode was inserted into the case 2 and the positive electrode solution 4 was further injected. At this time, the joining portion between the negative electrode lead and the negative electrode current collector at one end of the negative electrode was set to be below the liquid surface of the positive electrode. Thereafter, the other end of the negative electrode lead 1 was pulled out from the opening of the case 2, and the opening was bonded with an insulating gasket 5 made of polyphenylene sulfide.
The dimensions of the obtained battery were 30 mm in width, 50 mm in total height, 5.3 mm in thickness, and the design capacity of the battery was 800 mAh. Hereinafter, the design capacity of all the batteries was also set to 800 mAh.

この電池に対し、周囲温度20℃において、充電電流0.08Aで、電池電圧が4.5Vになるまで定電流充電を行い、20分間休止した後、放電電流0.08Aで、終止電圧2.0Vまで放電を行う充放電を1回行った。放電開始前の電池の電圧は3.7Vであった。この電池を実施例1の電池とした。   The battery was charged at a constant current of 0.08 A at an ambient temperature of 20 ° C. until the battery voltage reached 4.5 V, paused for 20 minutes, then discharged at a discharge current of 0.08 A and a final voltage of 2. Charging / discharging which discharges to 0V was performed once. The voltage of the battery before the start of discharge was 3.7V. This battery was referred to as the battery of Example 1.

《実施例2》
正極液を構成する電解質溶液のアルカリ金属塩として、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例2の電池とした。
Example 2
A battery was produced in the same manner as in Example 1, except that lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) was used as the alkali metal salt of the electrolyte solution constituting the positive electrode solution. This battery was referred to as the battery of Example 2.

《実施例3》
正極液を構成する電解質溶液のアルカリ金属塩として、チオシアン酸リチウム(LiSCN)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例3の電池とした。
Example 3
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that lithium thiocyanate (LiSCN) was used as the alkali metal salt of the electrolyte solution constituting the positive electrode solution. This battery was referred to as the battery of Example 3.

《実施例4》
正極液を構成する電解質溶液のアルカリ金属塩として、リチウムビスフルオロエチルスルフォニルイミド(LiN(SO2C2F52)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例4の電池とした。
Example 4
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that lithium bisfluoroethylsulfonylimide (LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 ) was used as the alkali metal salt of the electrolyte solution constituting the positive electrode solution. . This battery was referred to as the battery of Example 4.

《実施例5》
正極液を構成する電解質溶液の非水溶媒として、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとの体積比1:3の混合溶媒を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例5の電池とした。
Example 5
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a mixed solvent having a volume ratio of 1: 3 of propylene carbonate and dimethyl carbonate was used as the nonaqueous solvent for the electrolyte solution constituting the positive electrode solution. This battery was referred to as the battery of Example 5.

《実施例6》
正極液を構成する電解質溶液の非水溶媒として、イオン性液体(常温溶融塩)であるトリメチルプロピルアンモニウム−ビストリフルオロメチルスルフォニルイミド(TMPA-TFSI)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例6の電池とした。
Example 6
Except that trimethylpropylammonium-bistrifluoromethylsulfonylimide (TMPA-TFSI), which is an ionic liquid (room temperature molten salt), was used as a non-aqueous solvent for the electrolyte solution constituting the positive electrode solution. A battery was produced by this method. This battery was referred to as the battery of Example 6.

《実施例7》
負極活物質に黒鉛(関西熱化学株式会社製のNG−7)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例7の電池とした。
Example 7
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that graphite (NG-7 manufactured by Kansai Thermal Chemical Co., Ltd.) was used as the negative electrode active material. This battery was referred to as the battery of Example 7.

《実施例8》
負極活物質に金属リチウムを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例8の電池とした。
Example 8
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that metallic lithium was used as the negative electrode active material. This battery was referred to as the battery of Example 8.

《実施例9》
負極活物質として、銅箔集電体上に蒸着により形成した厚さ4μmの珪素膜を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例9の電池とした。
Example 9
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that a 4 μm thick silicon film formed by vapor deposition on a copper foil current collector was used as the negative electrode active material. This battery was referred to as the battery of Example 9.

《実施例10》
負極活物質にチタン酸リチウム(Li4Ti5O12)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例10の電池とした。
Example 10
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) was used as the negative electrode active material. This battery was referred to as the battery of Example 10.

《実施例11》
負極活物質に一酸化珪素(SiO)(住友チタニウム株式会社製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例11の電池とした。
Example 11
A battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that silicon monoxide (SiO) (manufactured by Sumitomo Titanium Co., Ltd.) was used as the negative electrode active material. This battery was referred to as the battery of Example 11.

《実施例12》
負極活物質に二硫化モリブデン(MoS2)(株式会社高純度化学研究所製)を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例12の電池とした。
Example 12
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that molybdenum disulfide (MoS 2 ) (manufactured by Kojundo Chemical Laboratory Co., Ltd.) was used as the negative electrode active material. This battery was referred to as the battery of Example 12.

《実施例13》
硫化リチウム(Li2S)、硫化珪素(SiS2)およびリン酸リチウム(Li3PO4)を溶融混合した後、凝固させて、非晶質材料を得た。リン酸リチウムの代わりにこの非晶質材料を用いて蒸着を行い、負極表面に隔膜を形成したこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例13の電池とした。隔膜を構成する非晶質材料の組成はおよそ0.63Li2S−0.36SiS2−0.01Li3PO4であった(数字はモル比を表す)。
Example 13
Lithium sulfide (Li 2 S), silicon sulfide (SiS 2 ) and lithium phosphate (Li 3 PO 4 ) were melt mixed and then solidified to obtain an amorphous material. A battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that vapor deposition was performed using this amorphous material instead of lithium phosphate to form a diaphragm on the negative electrode surface. This battery was referred to as the battery of Example 13. The composition of the amorphous material constituting the diaphragm was approximately 0.63 Li 2 S-0.36 SiS 2 -0.01 Li 3 PO 4 (numbers represent molar ratios).

《実施例14》
LiN(SO2CF3)2を溶解させたジメチルカーボネートを、ポリエチレンオキサイドにLi/O比が1/12になるように混合し、リチウムイオン伝導性高分子電解質を調製した。この高分子電解質で負極表面を被覆し、被膜に紫外線を照射して3次元架橋させたものを隔膜としたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例14の電池とした。
Example 14
Dimethyl carbonate in which LiN (SO 2 CF 3 ) 2 was dissolved was mixed with polyethylene oxide so that the Li / O ratio was 1/12 to prepare a lithium ion conductive polymer electrolyte. A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the surface of the negative electrode was coated with this polymer electrolyte, and the membrane was irradiated with ultraviolet rays and subjected to three-dimensional crosslinking to form a diaphragm. This battery was referred to as the battery of Example 14.

《実施例15》
正極液に対して5重量%のビニレンカーボネートを加えたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。その後に80mAで2時間充電し、次いで電池電圧が2Vになるまで80mAで放電させた。この電池を実施例15の電池とした。
Example 15
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 5% by weight of vinylene carbonate was added to the positive electrode solution. Thereafter, the battery was charged at 80 mA for 2 hours, and then discharged at 80 mA until the battery voltage reached 2V. This battery was referred to as the battery of Example 15.

《実施例16》
正極液のレドックス材料(正極活物質)を四フッ化ホウ酸鉄(Fe(BF4)2)に代えたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例16の電池とした。
Example 16
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the redox material (positive electrode active material) of the positive electrode solution was replaced with iron tetrafluoroborate (Fe (BF 4 ) 2 ). This battery was referred to as the battery of Example 16.

《実施例17》
正極液のレドックス材料をセレン化リチウム(Li2Se)に代えたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例17の電池とした。
Example 17
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the redox material of the positive electrode solution was replaced with lithium selenide (Li 2 Se). This battery was referred to as the battery of Example 17.

《実施例18》
正極液のレドックス材料をテルル化リチウム(Li2Te)に代えたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例18の電池とした。
Example 18
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the redox material of the positive electrode solution was replaced with lithium telluride (Li 2 Te). This battery was referred to as the battery of Example 18.

《実施例19》
隔膜で被覆された負極を、さらにポリエチレン製微多孔膜(東燃株式会社製)で覆ったこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例19の電池とした。
Example 19
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode covered with the diaphragm was further covered with a polyethylene microporous membrane (manufactured by Tonen Corporation). This battery was referred to as the battery of Example 19.

《実施例20》
外装兼集電体として鉄シートを用いたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を実施例20の電池とした。
Example 20
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that an iron sheet was used as the exterior and current collector. This battery was referred to as the battery of Example 20.

《比較例1》
負極表面にアルカリ金属イオン伝導性の隔膜を形成せずに、実施例19で用いたポリエチレン製微多孔膜で負極を覆うだけとしたこと以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。この電池を比較例1の電池とした。
<< Comparative Example 1 >>
A battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the alkali metal ion conductive diaphragm was not formed on the negative electrode surface, and only the negative electrode was covered with the polyethylene microporous film used in Example 19. . This battery was referred to as the battery of Comparative Example 1.

[評価]
電池の作動試験を以下のように行った。
周囲温度20℃において、充電電流0.08Aで、電池電圧が5Vになるまで定電流充電を行い、20分間休止した後、放電電流0.08Aで、終止電圧2.0Vまで放電を行う充放電を10サイクル繰り返し、10サイクル目の放電容量を電池容量として求めた。各電池の容量を表1に示す。
[Evaluation]
The operation test of the battery was performed as follows.
Charge and discharge at a constant current charge of 0.08A at an ambient temperature of 20 ° C until the battery voltage reaches 5V, and after a 20-minute pause, the battery is discharged to a final voltage of 2.0V at a discharge current of 0.08A. Was repeated 10 cycles, and the discharge capacity at the 10th cycle was determined as the battery capacity. Table 1 shows the capacity of each battery.

Figure 0004417676
Figure 0004417676

表1の結果より、実施例1〜15および実施例17〜19においては、設計容量に近い電池容量が得られたことから、反応式(1)もしくは(2)またはこれらに類似した電気化学反応が起こっており、硫黄の価数が−2価から+4価まで変化したものと考えられる。また、実施例17および18の結果より、リチウムカルコゲナイドであるセレン化リチウム(Li2Se)およびテルル化リチウム(Li2Te)も、正極液のレドックス材料が硫化リチウム(Li2S)である実施例1〜15の場合と同様に反応していることがわかる。 From the results shown in Table 1, in Examples 1 to 15 and Examples 17 to 19, battery capacities close to the designed capacities were obtained. Therefore, reaction formula (1) or (2) or an electrochemical reaction similar thereto It is thought that the valence of sulfur changed from -2 to +4. Further, from the results of Examples 17 and 18, lithium chalcogenide lithium selenide (Li 2 Se) and lithium telluride (Li 2 Te) were also carried out in which the redox material of the cathode solution was lithium sulfide (Li 2 S). It turns out that it reacts similarly to the case of Examples 1-15.

一方、四フッ化ホウ酸鉄(Fe(BF4)2)を用いた実施例16では、電池容量が硫化リチウムの場合と比べて半分以下である。これは、硫化リチウムの硫黄は価数が6価変動するのに対し、Fe(BF4)2の鉄は酸化数がFe(II)からFe(III)、大きくてもFe(IV)までしか変化できないことが原因であると考えている。
ただし、実施例16でも、従来実用化されている非水電解質二次電池に比べれば、高容量が期待できる。
On the other hand, in Example 16 using iron tetrafluoroborate (Fe (BF 4 ) 2 ), the battery capacity is less than half that of lithium sulfide. This is because the lithium valence of lithium sulfide fluctuates hexavalently, whereas the iron of Fe (BF 4 ) 2 has an oxidation number of Fe (II) to Fe (III), and at most Fe (IV). I think the cause is that it cannot change.
However, even in Example 16, a higher capacity can be expected as compared with a non-aqueous electrolyte secondary battery that has been put into practical use.

実施例2〜4の結果から、電解質溶液を構成するリチウム塩の種類は電池容量にほとんど影響を与えないことがわかる。これは、レドックス材料の反応利用率(収率)が低いため、高い酸化状態のカチオンの量に対してリチウム塩が十分量のアニオンを提供できる程度にイオン解離していることによると考えられる。   From the results of Examples 2 to 4, it can be seen that the type of lithium salt constituting the electrolyte solution hardly affects the battery capacity. This is presumably because the reaction utilization rate (yield) of the redox material is low, so that the lithium salt is ionically dissociated to the extent that it can provide a sufficient amount of anions with respect to the amount of cations in a high oxidation state.

負極活物質の種類を変えた実施例7〜12においては、様々な容量が得られている。これは、各材料に固有の不可逆容量に起因するものと考えられる。例えば、実施例7で用いた黒鉛の場合、実施例1で用いた非晶質炭素と比較して、不可逆容量が単位重量当たり約1/3である。このため黒鉛を用いた実施例7の方が、若干ではあるが、容量が増加したものと考えられる。同様に、負極活物質にリチウム金属を用いると、容量は高くなる。   In Examples 7 to 12 in which the type of the negative electrode active material was changed, various capacities were obtained. This is believed to be due to the irreversible capacity inherent in each material. For example, in the case of graphite used in Example 7, compared with the amorphous carbon used in Example 1, the irreversible capacity is about 1/3 per unit weight. For this reason, it is considered that Example 7 using graphite had a slight increase in capacity. Similarly, when lithium metal is used for the negative electrode active material, the capacity increases.

実施例9の珪素、実施例11の一酸化珪素などは、リチウムを吸蔵・放出する能力の高い材料として知られているが、上記実施例では、容量を最大限に利用するように設計されていない。これらの不可逆容量は、炭素や黒鉛と比較して大きいため、電池容量は逆に低下している。   Silicon of Example 9 and silicon monoxide of Example 11 are known as materials having high ability to occlude and release lithium, but in the above example, they are designed to make maximum use of capacity. Absent. Since these irreversible capacities are larger than those of carbon and graphite, the battery capacities are decreased.

なお、負極活物質として、チタン酸リチウム(Li4Ti5O12)を用いた実施例10や二硫化モリブデン(MoS2)を用いた実施例12においては、非晶質炭素、黒鉛およびリチウム金属を用いた実施例1、7および8と比較して、電池電圧が低下した。これは、負極においてリチウム脱離反応を起こすチタン酸リチウムや二硫化モリブデンの電位が、リチウム金属の電位に対して平均1.5V以上であるためと考えられる。しかし、チタン酸リチウム、一酸化珪素などの酸化物や二硫化モリブデンなどの硫化物は、サイクル寿命において良好であることが知られており、比較的低電位が許容される用途では、負極としての十分な性能を期待できる。 In Example 10 using lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) and Example 12 using molybdenum disulfide (MoS 2 ) as the negative electrode active material, amorphous carbon, graphite, and lithium metal were used. Compared with Examples 1, 7 and 8 using the battery, the battery voltage was lowered. This is presumably because the potential of lithium titanate or molybdenum disulfide causing a lithium elimination reaction in the negative electrode is 1.5 V or more on average with respect to the potential of lithium metal. However, oxides such as lithium titanate and silicon monoxide and sulfides such as molybdenum disulfide are known to have good cycle life, and in applications where a relatively low potential is allowed, Sufficient performance can be expected.

エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合溶媒を用いた実施例1、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶媒を用いた実施例5およびイオン性液体(常温溶融塩)の一種であるトリメチルプロピルアンモニウム−ビストリフルオロメチルスルフォニルイミド(TMPA-TFSI)を用いた実施例6の結果より、正極液の非水溶媒が電池性能に大差を与えず、非水溶媒の種流によらずに十分な電池容量を確保できることがわかる。また、イオン性液体はイオン解離しやすいと考えられるので、一般的な極性非水溶媒よりもイオン性液体を用いた方が、高性能が期待できると考えられる。   Example 1 using a mixed solvent of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, Example 5 using a mixed solvent of propylene carbonate and dimethyl carbonate, and trimethylpropylammonium-bistri which is a kind of ionic liquid (room temperature molten salt) From the results of Example 6 using fluoromethylsulfonylimide (TMPA-TFSI), the nonaqueous solvent of the cathode solution does not give a large difference in battery performance, and sufficient battery capacity is ensured regardless of the seed flow of the nonaqueous solvent. I understand that I can do it. Moreover, since it is thought that an ionic liquid is easy to carry out ion dissociation, it is thought that the use of an ionic liquid rather than a general polar non-aqueous solvent can expect high performance.

実施例1〜20より、負極表面を覆うアルカリ金属イオン伝導性の隔膜は、十分なイオン伝導性を有し、正極液のレドックス材料と負極との短絡を有効に防止していることがわかる。また、実施例14より、ポリマー電解質も隔膜として有効であることがわかる。   From Examples 1-20, it turns out that the alkali metal ion conductive diaphragm which covers the negative electrode surface has sufficient ion conductivity, and has prevented the short circuit with the redox material of a positive electrode liquid, and a negative electrode effectively. In addition, Example 14 shows that the polymer electrolyte is also effective as a diaphragm.

正極液中にビニレンカーボネートを含有させた実施例15では、電池の充電の際に負極表面でビニレンカーボネートが分解し、負極表面に被膜を形成していることが確認された。但し、ビニレンカーボネート由来の被膜には若干の硫黄が含まれるため、容量が低下したものと考えられる。   In Example 15 in which vinylene carbonate was contained in the positive electrode solution, it was confirmed that vinylene carbonate was decomposed on the negative electrode surface during charging of the battery and a film was formed on the negative electrode surface. However, the vinylene carbonate-derived coating contains a slight amount of sulfur, which is considered to reduce the capacity.

アルカリ金属イオン伝導性の隔膜とポリエチレン製微多孔膜のセパレータとを併用した実施例19は、電池容量の点では、実施例1と変わらなかった。ただし、電池に衝撃が加えられた場合などには、薄いアルカリ金属イオン伝導性の隔膜を補強する役割を果たすものと考えられる。   Example 19 in which an alkali metal ion conductive diaphragm and a polyethylene microporous membrane separator were used together was not different from Example 1 in terms of battery capacity. However, when an impact is applied to the battery, it is considered to play a role of reinforcing the thin alkali metal ion conductive diaphragm.

アルカリ金属イオン伝導性の隔膜を具備しない比較例2の電池では、充電初期から電圧が上昇せず、10サイクル時点では非常に少ない容量しか示さなかった。これは、正極液中のレドックス材料である−2価の硫黄が、充電時に酸化されてはいるが、負極表面に泳動して還元されてしまうためと推察される。   In the battery of Comparative Example 2 that did not have an alkali metal ion conductive diaphragm, the voltage did not increase from the beginning of charging, and showed very little capacity at the 10th cycle. This is presumably because −2 valent sulfur, which is a redox material in the positive electrode solution, is oxidized during charging but migrates to the negative electrode surface and is reduced.

以上のように、本発明は、安価であるとともに、エネルギー密度の高い非水電解質二次電池に適用することができ、用途に応じて容易に電池電圧を設計できるという多様性も兼ね備えている。   As described above, the present invention is inexpensive and can be applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery with high energy density, and also has a variety of battery voltages that can be easily designed according to the application.

本発明の非水電解質二次電池の一例の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of an example of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 負極リード
2 ケース
3 カーボン層
4 正極液
5 絶縁ガスケット
6 隔膜
7 負極
8 絶縁テープ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Negative electrode lead 2 Case 3 Carbon layer 4 Positive electrode liquid 5 Insulating gasket 6 Diaphragm 7 Negative electrode 8 Insulating tape

Claims (17)

(A)アルカリ金属塩を非水溶媒に溶解してなる電解質溶液、
(B)前記電解質溶液に溶解もしくは分散したレドックス材料からなる正極活物質、
(C)前記正極活物質が酸化還元反応を行うための場を提供する正極集電体、および
(D)アルカリ金属イオンを吸蔵および放出、またはアルカリ金属の析出および溶解が可能な負極
からなり、
前記負極が、アルカリ金属イオン伝導性を有するとともに前記正極活物質を遮蔽する隔膜で覆われており、
前記隔膜が、アルカリ金属イオン伝導性固体電解質からなり、
前記アルカリ金属イオン伝導性固体電解質が、リン酸アルカリ金属塩を含む非水電解質二次電池。
(A) an electrolyte solution obtained by dissolving an alkali metal salt in a non-aqueous solvent,
(B) a positive electrode active material comprising a redox material dissolved or dispersed in the electrolyte solution;
(C) The positive electrode current collector a positive electrode active material to provide a place for performing a redox reaction, and (D) Ri Do alkali metal ion occluding and releasing, or alkali metal anode capable precipitation and dissolution of ,
The negative electrode is covered with a diaphragm having alkali metal ion conductivity and shielding the positive electrode active material;
The diaphragm is made of an alkali metal ion conductive solid electrolyte,
The non-aqueous electrolyte secondary battery in which the alkali metal ion conductive solid electrolyte contains an alkali metal phosphate .
(A)アルカリ金属塩を非水溶媒に溶解してなる電解質溶液、(A) an electrolyte solution obtained by dissolving an alkali metal salt in a non-aqueous solvent,
(B)前記電解質溶液に溶解もしくは分散したレドックス材料からなる正極活物質、(B) a positive electrode active material comprising a redox material dissolved or dispersed in the electrolyte solution;
(C)前記正極活物質が酸化還元反応を行うための場を提供する正極集電体、および(C) a positive electrode current collector that provides a field for the positive electrode active material to perform a redox reaction; and
(D)アルカリ金属イオンを吸蔵および放出、またはアルカリ金属の析出および溶解が可能な負極(D) Negative electrode capable of occluding and releasing alkali metal ions or depositing and dissolving alkali metals
からなり、Consists of
前記負極が、アルカリ金属イオン伝導性を有するとともに前記正極活物質を遮蔽する隔膜で覆われており、The negative electrode is covered with a diaphragm having alkali metal ion conductivity and shielding the positive electrode active material;
前記電解質溶液が、充放電により前記負極の表面に被膜を形成する機能を有する有機物を含み、前記隔膜が前記被膜からなる非水電解質二次電池。The non-aqueous electrolyte secondary battery in which the electrolyte solution includes an organic substance having a function of forming a film on the surface of the negative electrode by charging and discharging, and the diaphragm is formed of the film.
前記隔膜が、前記成分(A)と成分(B)を構成する要素のうち、アルカリ金属イオンだけを通す請求項1または2記載の非水電解質二次電池。 3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the diaphragm allows only alkali metal ions to pass among elements constituting the component (A) and the component (B). 4. 前記成分(A)と成分(B)とが、液状もしくは流動性を有する複合物を形成している請求項1または2記載の非水電解質二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the component (A) and the component (B) form a liquid or fluid composite. 前記正極集電体が、前記アルカリ金属塩を構成するアルカリ金属の電位に対して+3V以上の溶解電位を示す金属シートもしくは多孔質なカーボンシートからなる請求項1または2記載の非水電解質二次電池。 The positive electrode current collector, wherein the non-aqueous electrolyte secondary alkali metal salt comprising a metal sheet or a porous carbon sheet showing a dissolution potential above + 3V with respect to the alkali metal of potential constituting the claim 1 or 2, wherein battery. 前記正極集電体が前記金属シートからなり、前記金属シートの表面にカーボン層が付着している請求項記載の非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 5, wherein the positive electrode current collector is made of the metal sheet, and a carbon layer is attached to a surface of the metal sheet. 電流を外部へ取り出すための負極リードが前記負極に接続されており、前記負極リードが正極活物質から遮蔽されている請求項1または2記載の非水電解質二次電池。 An anode lead is connected to the negative electrode, the negative electrode lead nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2 wherein is shielded from the positive electrode active material for drawing current to the outside. 前記正極活物質が、前記非水溶媒に一部もしくは全部が溶解可能であって、遷移金属塩、イオウ化合物、セレン化合物、テルル化合物、単体イオウ、単体セレンおよび単体テルルよりなる群から選ばれる少なくとも1種からなる請求項1または2記載の非水電解質二次電池。 The positive electrode active material can be partially or wholly soluble in the non-aqueous solvent and is at least selected from the group consisting of transition metal salts, sulfur compounds, selenium compounds, tellurium compounds, simple sulfur, simple selenium and simple tellurium. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, comprising one type. 前記負極が、アルカリ金属、黒鉛、非晶質炭素、フラーレン、カーボンナノチューブ、合金、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、珪素および一酸化珪素よりなる群から選ばれる少なくとも1種からなる請求項1または2記載の非水電解質二次電池。 2. The negative electrode is made of at least one selected from the group consisting of alkali metal, graphite, amorphous carbon, fullerene, carbon nanotube, alloy, transition metal oxide, transition metal sulfide, silicon and silicon monoxide. Or the nonaqueous electrolyte secondary battery of 2. 前記アルカリ金属塩が、イミド塩、メサイド塩、硼酸塩、過塩素酸塩、六フッ化砒酸塩、塩化アルミン酸塩、チオシアン酸塩、ヨウ化塩、四フッ化硼酸塩、六フッ化燐酸塩、六フッ化燐酸塩のフッ素の少なくとも1つを−CF3または−C25で置き換えた塩、および四フッ化硼酸塩のフッ素の少なくとも1つを−CF3または−C25で置き換えた塩よりなる群から選択される少なくとも1種である請求項1または2記載の非水電解質二次電池。 The alkali metal salt is an imide salt, meside salt, borate, perchlorate, hexafluoroarsenate, chloroaluminate, thiocyanate, iodide, tetrafluoroborate, hexafluorophosphate , A salt in which at least one of fluorine of hexafluorophosphate is replaced with —CF 3 or —C 2 F 5 , and at least one of fluorine of tetrafluoroborate is —CF 3 or —C 2 F 5 at least one non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein is selected from the group consisting of replacement salt. 前記非水溶媒が、常温で液体の極性溶媒および常温でイオン解離している常温溶融塩よりなる群から選択される少なくとも1種からなる請求項1または2記載の非水電解質二次電池。 3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent is at least one selected from the group consisting of a polar solvent that is liquid at room temperature and a room temperature molten salt that is ionically dissociated at room temperature. 前記隔膜が、アルカリ金属イオン伝導性固体電解質を含む請求項記載の非水電解質二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 2 , wherein the diaphragm includes an alkali metal ion conductive solid electrolyte. 前記アルカリ金属イオン伝導性固体電解質が、リン酸アルカリ金属塩を含む請求項1記載の非水電解質二次電池。 The alkali metal ion-conducting solid electrolyte, non-aqueous electrolyte secondary battery of claim 1 2 further comprising an alkali metal phosphate. 前記アルカリ金属イオン伝導性固体電解質が、硫化物塩をさらに含む請求項1または記載の非水電解質二次電池。 The alkali metal ion-conducting solid electrolyte, according to claim 1 or 1 3 non-aqueous electrolyte secondary battery according further comprises a sulfide salt. 前記電解質溶液が、充放電により前記負極の表面に被膜を形成する機能を有する有機物を含む請求項1記載の非水電解質二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the electrolyte solution contains an organic substance having a function of forming a film on the surface of the negative electrode by charging and discharging. 前記有機物が、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネートおよびプロパンサルトンよりなる群から選択される少なくとも1種からなる請求項2または記載の非水電解質二次電池。 The organic material is, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, claim 2 or 1 5 non-aqueous electrolyte secondary battery according composed of at least one selected from the group consisting of phenyl ethylene carbonate and propane sultone. 前記隔膜が、前記被膜を含む請求項1記載の非水電解質二次電池。 The diaphragm, the non-aqueous electrolyte secondary battery of claim 1 5 further comprising the film.
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