JP4793378B2 - 非水電解質電池 - Google Patents
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Description
正極および負極と、電解質と、を備え、
電解質は、プロピレンカーボネートを含む溶媒と、無水コハク酸と、式(1)で表されるリチウムジフルオロオキサレートボレートおよび式(2)で表されるリチウムビスオキサレートボレートのうちの少なくとも1種と、を含むものであり、
溶媒中のプロピレンカーボネートの含有量は、60体積%以上であり、
リチウムジフルオロオキサレートボレートとリチウムビスオキサレートボレートとの総質量が、上記無水コハク酸の質量に対して、10%〜60%である
非水電解質電池である。
Li[LixMn(1-x-y-z)NiyM1z]O(2-a)Fb
(式中M1は、コバルト(Co)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)から選ばれた少なくとも一種以上の元素である。xは0<x≦0.2であり、yは0.3≦y≦0.8であり、0≦z≦0.5であり、−0.1≦a≦0.2はであり、0≦b≦0.1である。)
LicNi(1-d)M2dO(2-e)Ff
(式中M2は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)から選ばれた少なくとも一種以上の元素である。cは−0.1≦c≦0.1であり、dは0.005≦d≦0.5であり、eは−0.1≦e≦0.2、0≦f≦0.1である。)
LicCo(1-d)M3dO(2-e)Ff
(式中M3は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)から選ばれた少なくとも一種以上の元素である。cは−0.1≦c≦0.1であり、dは0≦d≦0.5であり、eは−0.1≦e≦0.2であり、fは0≦f≦0.1である。)
LisMn(2-t)M4tOuFv
(式中M4は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)から選ばれた少なくとも一種以上の元素である。sはs≧0.9であり、tは0.005≦t≦0.6であり、uは3.7≦u≦4.1であり、vは0≦v≦0.1である。)
LiM5PO4
(式中M5は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)、ジルコニウム(Zr)、亜鉛(Zn)から選ばれた少なくとも一種以上の元素である。)
以下に説明するようにして、実施例2〜4、7〜9、10〜27、参考例1、参考例5、参考例6、参考例10、比較例1〜比較例13の非水電解質電池を作製して、サイクル特性を評価した。
LiCoO2粉末と、導電剤としてグラファイトと、結着剤としてポリフッ化ビニリデンとを、LiCoO2粉末:グラファイト:ポリフッ化ビニリデン=90:5:5の質量比で混合して正極合剤を調製した。次に、この正極合剤を溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとし、厚み20μmの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体の両面に均一に塗布した。
電解液を作製する際に、LiFOBの添加量を0.05wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、実施例2の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiFOBの添加量を0.1wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、実施例3の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiFOBの添加量を0.3wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、実施例4の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiFOBの添加量を0.35wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、参考例5の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiFOBを加えず、LiBOB0.03wt%加えた点以外は、参考例1と同様にして、参考例6の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiBOBの添加量を0.05wt%とした点以外は、参考例6と同様にして、実施例7の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiBOBの添加量を0.1wt%とした点以外は、参考例6と同様にして、実施例8の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiBOBの添加量を0.3wt%とした点以外は、参考例6と同様にして、実施例9の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiBOBの添加量を0.35wt%とした点以外は、参考例6と同様にして、実施例10の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiFOBの添加量を0.05wt%とし、さらにLiBOB0.05wt%加えた点以外は、参考例1と同様にして、実施例11の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LIFOBの添加量を0.1wt%、LiBOBの添加量を0.1wt%とした点以外は、実施例11と同様にして、実施例12の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、LiFOBの添加量を0.15wt%、LiBOBの添加量を0.15wt%とした点以外は、実施例11と同様にして、実施例13の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を0.05wt%とし、LiFOBの添加量を0.02wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、実施例14の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を0.1wt%とし、LiFOBの添加量を0.04wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、実施例15の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を1.5wt%とし、LiFOBの添加量を0.6wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、実施例16の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を2wt%とし、LiFOBの添加量を0.8wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、実施例17の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を0.05wt%とし、LiFOBを加えず、LiBOB0.02wt%加えた点以外は、参考例1と同様にして、実施例18の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を0.1wt%とし、LiBOBの添加量を0.04wt%とした点以外は、実施例18と同様にして、実施例19の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を1.5wt%とし、LiBOBの添加量を0.6wt%とした点以外は、実施例18と同様にして、実施例20の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を2wt%とし、LiBOBの添加量を0.8wt%とした点以外は、実施例18と同様にして、実施例21の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸を加えず、LiFOBの添加量を0.5wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、比較例1の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸を加えず、LiBOBを0.5wt%添加した点以外は、参考例1と同様にして、比較例1の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を0.1wt%とし、LiFOBを加えなかった点以外は、参考例1と同様にして、比較例3の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を0.4wt%とし、ビニレンカーボネート(VC)2wt%添加した点以外は、比較例3と同様にして、比較例4の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を0.5wt%とした点以外は、比較例3と同様にして、比較例5の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を1.5wt%とした点以外は、比較例3と同様にして、比較例6の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸の添加量を3wt%とした点以外は、比較例3と同様にして、比較例7の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸を加えず、無水マレイン酸0.5wt%を加え、LIFOBの添加量を0.3wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、比較例8の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸を加えず、グルタル酸無水物0.5wt%を加え、LiFOBの添加量を0.3wt%とした点以外は、参考例1と同様にして、比較例9の非水電解質電池を作製した。
サイクル特性を以下に説明するようにして評価した。まず、1Cの定電流定電圧充電を上限4.2Vまで総充電時間を2.5時間として行い、続いて、1Cの定電流放電を終止電圧3.0Vまで行うことにより充放電を行った。また、この充放電操作を300回繰り返した。容量維持率は、下記の式Iにより1サイクル目の放電容量に対する300サイクル目の放電容量の比率を求めた。
(式I)
容量維持率(%)=(「300サイクル目の放電容量」/「1サイクル目の放電容量」)×100(%)
溶媒において、プロピレンカーボネート(PC)の含有量による特性を評価するため、実施例22〜実施例27、比較例10〜比較例13の非水電解質電池を作製した。
実施例4と同様にして、実施例22の非水電解質電池を作製した。
実施例9と同様にして、実施例23の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)とを、体積比(EC:PC)=30:70となるように混合した点以外は、実施例22と同様にして、実施例24の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)とを、体積比(EC:PC)=30:70となるように混合した点以外は、実施例23と同様にして、実施例25の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)とを、体積比(EC:PC)=20:80となるように混合した点以外は、実施例22と同様にして、実施例26の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)とを、体積比(EC:PC)=20:80となるように混合した点以外は、実施例23と同様にして、実施例27の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸を加えず、ビニレンカーボネート(VC)2wt%添加した点以外は、実施例24と同様にして、比較例10の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸を加えず、ビニレンカーボネート(VC)2wt%添加した点以外は、実施例25と同様にして、比較例11の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸を加えず、ビニレンカーボネート(VC)2wt%添加した点以外は、実施例26と同様にして、比較例12の非水電解質電池を作製した。
電解液を作製する際に、無水コハク酸を加えず、ビニレンカーボネート(VC)2wt%添加した点以外は、実施例27と同様にして、比較例13の非水電解質電池を作製した。
2・・・密着フィルム
10・・・巻回電極体
11・・・正極リード
12・・・負極リード
13・・・正極
13A・・・正極集電体
13B・・・正極活物質層
14・・・負極
14A・・・負極集電体
14B・・・負極活物質層
15・・・セパレータ
16・・・電解質
17・・・保護テープ
Claims (3)
- 上記無水コハク酸の添加量が、0.1wt%〜1.5wt%である
請求項1記載の非水電解質電池。 - 上記電解質は、ゲル状電解質である請求項1記載の非水電解質電池。
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