JP5004475B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5004475B2 JP5004475B2 JP2006020936A JP2006020936A JP5004475B2 JP 5004475 B2 JP5004475 B2 JP 5004475B2 JP 2006020936 A JP2006020936 A JP 2006020936A JP 2006020936 A JP2006020936 A JP 2006020936A JP 5004475 B2 JP5004475 B2 JP 5004475B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- nonaqueous electrolyte
- positive electrode
- electrolyte secondary
- active material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims description 66
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 45
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 claims description 23
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 23
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 13
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims description 10
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 6
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- XQQZRZQVBFHBHL-UHFFFAOYSA-N 12-crown-4 Chemical compound C1COCCOCCOCCO1 XQQZRZQVBFHBHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- VFTFKUDGYRBSAL-UHFFFAOYSA-N 15-crown-5 Chemical compound C1COCCOCCOCCOCCO1 VFTFKUDGYRBSAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 41
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 35
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- -1 lithium transition metal Chemical class 0.000 description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 5
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 3
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002905 metal composite material Substances 0.000 description 3
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 2
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015118 LiMO Inorganic materials 0.000 description 1
- XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N Methoxyethane Chemical compound CCOC XOBKSJJDNFUZPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(1,1,2,2,2-pentafluoroethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)C(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)F ACFSQHQYDZIPRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1391—Processes of manufacture of electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
- H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M2010/4292—Aspects relating to capacity ratio of electrodes/electrolyte or anode/cathode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
- H01M6/164—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solvent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
- H01M6/166—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solute
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
- H01M6/168—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by additives
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
前記正極活物質の主剤としてコバルト酸リチウムを含み、前記非水電解質に、エーテル基を有する化合物が0.1〜10体積%含有されており、前記エーテル基を有する化合物が、ジエチルエーテル、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1、4−ジオキサン、12−クラウン−4−エーテル、及び15−クラウン−5−エーテルからなるグループより選ばれる少なくとも1種であり、前記正極の電位が4.4〜4.5V(vs.Li/Li+)に達するまで充電した際の前記正極に対する負極の充電容量比が1.0〜1.2となるように前記正極活物質及び前記負極活物質が含まれていることを特徴としている。
〔正極活物質の作製〕
Li2CO3とCo3O4とZrO2とMgOを、Li:Co:Zr:Mgのモル比が1:0.993:0.002:0.005となるようにして石川式らいかい乳鉢にて混合した後、空気雰囲気中にて850℃で20時間熱処理後に粉砕することにより、平均粒子径が約6.4μmのコバルト酸リチウムを得た。BET比表面積は0.42m2/gであった。
以上のようにして得た正極活物質に、導電剤としての炭素と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンと、分散媒としてのN−メチル−2−ピロリドンを、活物質と導電剤と結着剤の重量比が90:5:5の比率になるようにして加えた後に混練して、正極スラリーを作製した。作製したスラリーを集電体としてのアルミニウム箔上に塗布した後、乾燥し、その後圧延ローラーを用いて圧延し、集電タブを取り付けることで、正極を作製した。
増粘剤であるカルボキシメチルセルロースを水に溶かした水溶液中に、負極活物質として人造黒鉛と、結着剤としてのスチレン−ブタジエンゴムとを、活物質と結着剤と増粘剤の重量比が95:3:2の比率になるようにして加えた後に混練して、負極スラリーを作製した。作製したスラリーを集電体としての銅箔上に塗布した後、乾燥し、その後圧延ローラーを用いて圧延し、集電タブを取り付けることで、負極を作製した。
エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とを体積比3:7で混合した溶媒に対し、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を、濃度が1モル/リットルとなるように溶解し、さらにビニレンカーボネート(VC)を電解液に対し、2.0重量%、ジエチルエーテルを1.0体積%となるように添加して、電解液を作製した。
以上のようにして得た正極及び負極を、充電電圧を4.4Vとしたとき(正極の電位を4.5V(vs.Li/Li+)としたとき)の負極充電容量/正極充電容量比が1.0となるようにセパレータを介して対向するように巻取って巻取り体を作製し、Ar雰囲気下のグローブボックス中にて、巻取り体を電解液とともにアルミニウムラミネートに封入することにより、電池規格サイズとして、厚み3.6mm×幅3.5cm×長さ6.2cmの非水電解質二次電池A1を得た。
作製した非水電解質二次電池を、650mAの定電流で、電圧が4.4Vに達するまで充電し、さらに4.4Vの定電圧で電流値が32mAになるまで充電した後、650mAの定電流で、電圧が2.75Vに達するまで放電することにより、電池の保存前放電容量(mAh)を測定した。
電解液の作製において、ジエチルエーテルを電解液に対し2.0体積%添加したこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物ジエチルエーテルの添加量を5.0体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物ジエチルエーテルの添加量を10.0体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をジエチルエーテルの代わりに2−メチル−テトラヒドロフラン(2Me−THF)0.1体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をジエチルエーテルの代わりに2−メチル−テトラヒドロフラン(2Me−THF)0.5体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をジエチルエーテルの代わりに2−メチル−テトラヒドロフラン(2Me−THF)1.0体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をジエチルエーテルの代わりにテトラヒドロフラン(THF)0.1体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をジエチルエーテルの代わりにテトラヒドロフラン(THF)0.5体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をジエチルエーテルの代わりにテトラヒドロフラン(THF)1.0体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をジエチルエーテルの代わりに1,4−ジオキサン(1,4−DO)1.0体積%としたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、ジエチルエーテルの代わりに、ジエチレングリコールジメチルエーテル(DDE)を電解液に対し、1.0体積%添加したこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、ジエチルエーテルの代わりに、12−クラウン−4−エーテルを電解液に対し、1.0体積%添加したこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、ジエチルエーテルの代わりに、15−クラウン−5−エーテルを電解液に対し、1.0体積%添加したこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をビニレンカーボネート(VC)2重量%のみとしたこと以外は実施例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をビニレンカーボネート(VC)2重量%、酢酸メチル1体積%としたこと以外は比較例1と同様にして、電解液を作製した。
電解液の作製において、添加化合物をビニレンカーボネート(VC)2重量%、プロピオン酸エチル1体積%としたこと以外は比較例1と同様にして、電解液を作製した。
(参考例1)
正極及び負極を、充電電圧を4.2Vとしたときの負極充電容量/正極充電容量比が1.1となるように作製し、セパレータを介して対向するように巻取ったこと以外は、実施例4と同様にして非水電解質二次電池B1を得た。
正極及び負極を、充電電圧を4.2Vとしたときの負極充電容量/正極充電容量比が1.1となるように作製し、セパレータを介して対向するように巻取ったこと以外は、比較例1と同様にして非水電解質二次電池Y1を得た。
Claims (8)
- 正極活物質を含む正極と、金属リチウム以外の負極活物質を含む負極と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池において、
前記正極活物質の主剤としてコバルト酸リチウムを含み、前記非水電解質に、エーテル基を有する化合物が0.1〜10体積%含有されており、前記エーテル基を有する化合物が、ジエチルエーテル、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1、4−ジオキサン、12−クラウン−4−エーテル、及び15−クラウン−5−エーテルからなるグループより選ばれる少なくとも1種であり、前記正極の電位が4.4〜4.5V(vs.Li/Li+)に達するまで充電した際の前記正極に対する負極の充電容量比が1.0〜1.2となるように前記正極活物質及び前記負極活物質が含まれていることを特徴とする非水電解質二次電池。 - 前記コバルト酸リチウムが、化学式LiaCo1−x−y−zZrxMgyMzO2(MはAl、Ti、及びSnから選ばれる少なくとも1つの元素、0≦a≦1.1、x>0、y>0、z≧0、0<z+y+z≦0.03を満たす。)で表されることを特徴とする請求項1に記載の非水電解質二次電池。
- 前記コバルト酸リチウムが、その表面に粒子の状態で焼結して付着したZr含有化合物を有することを特徴とする請求項2に記載の非水電解質二次電池。
- 前記負極活物質が黒鉛材料であり、前記正極の電位が4.4〜4.5V(vs.Li/Li+)となったときの電池電圧が4.3〜4.4Vであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
- 前記非水電解質に、溶媒としてジエチルカーボネートが含まれていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
- 前記エーテル基を有する化合物として、ジエチルエーテルが前記非水電解質中に1〜10体積%含有されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
- 前記エーテル基を有する化合物として、テトラヒドロフランが0.1〜1体積%含有されていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
- 前記非水電解質に、さらにビニレンカーボネートが0.5〜4重量%含有されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006020936A JP5004475B2 (ja) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | 非水電解質二次電池 |
CN2007100017182A CN101013762B (zh) | 2006-01-30 | 2007-01-16 | 非水电解质二次电池 |
US11/699,000 US7993783B2 (en) | 2006-01-30 | 2007-01-29 | Non-aqueous electrolyte secondary battery having positive electrode with high potential |
KR1020070008761A KR20070078797A (ko) | 2006-01-30 | 2007-01-29 | 비수전해질 이차 전지 |
US13/067,846 US20110281181A1 (en) | 2006-01-30 | 2011-06-29 | Non-aqueous Electrolyte secondary battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006020936A JP5004475B2 (ja) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | 非水電解質二次電池 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011167918A Division JP2011258564A (ja) | 2011-08-01 | 2011-08-01 | 非水電解質二次電池 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007200821A JP2007200821A (ja) | 2007-08-09 |
JP2007200821A5 JP2007200821A5 (ja) | 2009-02-19 |
JP5004475B2 true JP5004475B2 (ja) | 2012-08-22 |
Family
ID=38444397
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006020936A Expired - Fee Related JP5004475B2 (ja) | 2006-01-30 | 2006-01-30 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7993783B2 (ja) |
JP (1) | JP5004475B2 (ja) |
KR (1) | KR20070078797A (ja) |
CN (1) | CN101013762B (ja) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5127706B2 (ja) * | 2006-05-31 | 2013-01-23 | 三洋電機株式会社 | 高電圧充電型非水電解質二次電池 |
JP5116329B2 (ja) * | 2007-03-23 | 2013-01-09 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
EP2169756B1 (en) * | 2007-07-18 | 2015-04-29 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
JP2009164082A (ja) * | 2008-01-10 | 2009-07-23 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
JP2009176534A (ja) * | 2008-01-23 | 2009-08-06 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2009231261A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-10-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP2009217981A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
JP5329453B2 (ja) * | 2010-01-28 | 2013-10-30 | 三洋電機株式会社 | 非水系二次電池 |
DE102010044008A1 (de) | 2010-11-16 | 2012-05-16 | Varta Micro Innovation Gmbh | Lithium-Ionen-Zelle mit verbessertem Alterungsverhalten |
KR101502500B1 (ko) * | 2011-07-01 | 2015-03-16 | 주식회사 엘지화학 | 비수 전해액 및 이를 이용한 리튬 이차전지 |
JP5816366B2 (ja) * | 2011-07-18 | 2015-11-18 | エルジー・ケム・リミテッド | 非水電解液及びそれを用いたリチウム二次電池 |
EP2882029A4 (en) * | 2012-08-02 | 2015-07-29 | Nissan Motor | NONAQUEOUS ORGANIC ELECTROLYTE SECONDARY CELL |
JP5614431B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2014-10-29 | Tdk株式会社 | リチウムイオン二次電池用非水電解液及びリチウムイオン二次電池 |
JP5655828B2 (ja) * | 2012-08-31 | 2015-01-21 | Tdk株式会社 | リチウムイオン二次電池用非水電解液及びリチウムイオン二次電池 |
FR3017489B1 (fr) * | 2014-02-11 | 2016-01-29 | Renault Sas | Batterie lithium-ion comprenant une cathode riche en lithium et une anode a base de graphite |
CN107565162A (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-09 | 深圳市沃特玛电池有限公司 | 一种锂离子电池电解液 |
WO2020111222A1 (ja) | 2018-11-30 | 2020-06-04 | 株式会社村田製作所 | 二次電池 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3564756B2 (ja) | 1994-02-08 | 2004-09-15 | ソニー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
US5691084A (en) * | 1994-03-19 | 1997-11-25 | Hitachi Maxell, Ltd | Organic electrolytic solution secondary cell |
TW446731B (en) * | 1996-08-20 | 2001-07-21 | Daiso Co Ltd | Polymeric solid electrolyte |
JP3732986B2 (ja) * | 1999-12-22 | 2006-01-11 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池 |
JP2002237328A (ja) | 2001-02-13 | 2002-08-23 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池及びそれに用いる非水系電解液 |
JP4963532B2 (ja) * | 2001-06-01 | 2012-06-27 | 日本化学工業株式会社 | リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池 |
JP2004063394A (ja) * | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質電池 |
JP3869775B2 (ja) * | 2002-08-26 | 2007-01-17 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池 |
JP4307962B2 (ja) * | 2003-02-03 | 2009-08-05 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
JP2004356092A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-12-16 | Sony Corp | 電池 |
JP4737952B2 (ja) * | 2003-07-24 | 2011-08-03 | 三洋電機株式会社 | 非水電解液二次電池 |
JP4518865B2 (ja) * | 2003-09-30 | 2010-08-04 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
JP4660164B2 (ja) * | 2004-03-29 | 2011-03-30 | 三洋電機株式会社 | 非水電解質二次電池 |
US7629085B2 (en) * | 2004-05-28 | 2009-12-08 | Ube Industries, Ltd. | Nonaqueous electrolytic solution and lithium secondary battery |
-
2006
- 2006-01-30 JP JP2006020936A patent/JP5004475B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-01-16 CN CN2007100017182A patent/CN101013762B/zh active Active
- 2007-01-29 KR KR1020070008761A patent/KR20070078797A/ko not_active Application Discontinuation
- 2007-01-29 US US11/699,000 patent/US7993783B2/en active Active
-
2011
- 2011-06-29 US US13/067,846 patent/US20110281181A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7993783B2 (en) | 2011-08-09 |
CN101013762B (zh) | 2011-08-10 |
JP2007200821A (ja) | 2007-08-09 |
KR20070078797A (ko) | 2007-08-02 |
CN101013762A (zh) | 2007-08-08 |
US20070202406A1 (en) | 2007-08-30 |
US20110281181A1 (en) | 2011-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5004475B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP5116329B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP4725728B2 (ja) | 二次電池 | |
KR100690141B1 (ko) | 리튬 2차전지 | |
KR100814827B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 | |
US20080063941A1 (en) | Positive electrode material for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP4798964B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP5474785B2 (ja) | 非水電解液及びこれを備えた二次電池 | |
JP2009004285A (ja) | 正極活物質、正極活物質の製造方法および非水電解質二次電池 | |
JP4679064B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP6237765B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2008311211A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP5100069B2 (ja) | 非水電解質二次電池およびその製造方法 | |
JP2008251212A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2009266791A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
WO2016103592A1 (ja) | 正極活物質及び非水電解質二次電池 | |
JP5089097B2 (ja) | 非水電解質二次電池及びその充放電方法 | |
JP2007123246A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP4291195B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2009176528A (ja) | 非水電解質二次電池及びその製造方法 | |
JP5117649B2 (ja) | 非水電解質二次電池およびその製造法 | |
JP2011258564A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP4141214B2 (ja) | 非水電解液及びそれを用いた非水電解液二次電池 | |
US20050053838A1 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP2008235146A (ja) | 非水電解質二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090106 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090106 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110621 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110622 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110729 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120424 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120522 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150601 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |