JP5093992B2 - リチウム二次電池用非水電解液及びそれを備えたリチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池用非水電解液及びそれを備えたリチウム二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5093992B2 JP5093992B2 JP2005108711A JP2005108711A JP5093992B2 JP 5093992 B2 JP5093992 B2 JP 5093992B2 JP 2005108711 A JP2005108711 A JP 2005108711A JP 2005108711 A JP2005108711 A JP 2005108711A JP 5093992 B2 JP5093992 B2 JP 5093992B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- lithium secondary
- general formula
- group
- aqueous electrolyte
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- 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
Description
前記非水電解液が下記一般式(I):
(NPR1 2)n ・・・ (I)
[式中、R1は、それぞれ独立してハロゲン元素又は一価の置換基を表し、但し、R 1 のうち4つ以上はフッ素であり;nは3〜4を表す]で表される環状ホスファゼン化合物と、下記一般式(II):
以下に、本発明のリチウム二次電池用非水電解液を詳細に説明する。本発明のリチウム二次電池用非水電解液は、上記一般式(I)で表される環状ホスファゼン化合物と上記一般式(II)で表されるフルオロリン酸エステル化合物とを含む非水溶媒と支持塩とからなり、更に非水溶媒として非プロトン性有機溶媒を含んでもよい。
次に、本発明のリチウム二次電池を詳細に説明する。本発明のリチウム二次電池は、上述のリチウム二次電池用非水電解液と、正極と、リチウム又はその合金を用いた負極とを備え、必要に応じて、セパレーター等の電池の技術分野で通常使用されている他の部材を備える。
上記一般式(I)において、nが3であって、全R1のうち1つがフェノキシ基で、5つがフッ素である環状ホスファゼン化合物 10体積%と、ジフルオロリン酸メチル 5体積%と、エチレンカーボネート 42体積%と、メチルエチルカーボネート 43体積%とからなる混合溶媒に、LiPF6を1mol/Lになるように溶解させて非水電解液を調製した。また、得られた非水電解液の難燃性評価を下記(1)の方法で実施した。結果を表1に示す。
UL(アンダーライティングラボラトリー)規格のUL94HB法をアレンジした方法で、大気環境下において着火した炎の燃焼長及び燃焼時間を測定・評価した。具体的には、UL試験基準に基づき、127mm×12.7mmのSiO2シートに上記電解液1.0mLを染み込ませて試験片を作製して評価を行った。以下に不燃性・難燃性・自己消火性・燃焼性の評価基準を示す。
<不燃性の評価>試験炎を点火しても全く着火しなかった場合(燃焼長:0mm)を不燃性ありと評価した。
<難燃性の評価>着火した炎が、装置の25mmラインまで到達せず且つ網からの落下物にも着火が認められなかった場合を難燃性ありと評価した。
<自己消火性の評価>着火した炎が25〜100mmラインで消火し且つ網からの落下物にも着火が認められなかった場合を自己消火性ありと評価した。
<燃焼性の評価>着火した炎が、100mmラインを超えた場合を燃焼性と評価した。
上記のようにして作製したコイン型電池を用い、20℃の環境下で、4.3〜3.0Vの電圧範囲で、2.0mA/cm2の電流密度による充放電を行い、この時の放電容量を既知の正極質量で除することにより初期放電容量(mAh/g)を求めた。さらに同条件で充放電サイクルを繰り返し、サイクル寿命の評価を行った。ここで、サイクル寿命は、充電終了電圧(4.3V)に到達しない場合、もしくは初期放電容量に対して容量が1%未満になった場合のサイクル数で示した。なお、充電時の急激な電圧の降下、または電圧が不安定な挙動を示し、充電終了電圧(4.3V)に到達しない場合には、電池の短絡が発生しているものと判断し、そのサイクル数をデンドライト抑制効果の指標とした。また、初期放電容量に対して容量が1%未満になった場合には、上記短絡の発生前に電解液の還元分解が進行したものと判断し、そのサイクル数を電解液の耐還元性の指標とした。結果を表1に示す。
実施例1の「非水電解液の調製」に用いた混合溶媒に代えて、上記一般式(I)において、nが3であって、全R1のうち2つがエトキシ基で、4つがフッ素である環状ホスファゼン化合物 20体積%と、ジフルオロリン酸プロピル 40体積%と、エチレンカーボネート 40体積%との混合溶媒を用いた他は、実施例1と同様にして非水電解液を調製し、得られた非水電解液の難燃性を評価した。また、負極をリチウム−スズ合金シートとしたほかは、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、充放電試験における初期放電容量及びサイクル寿命を測定した。結果を表1に示す。
実施例1の「非水電解液の調製」に用いた混合溶媒に代えて、上記一般式(I)において、nが3であって、全R1のうち1つがアリル基で、5つがフッ素である環状ホスファゼン化合物 5体積%と、ジフルオロリン酸エチル 93体積%と、ビニレンカーボネート 2体積%との混合溶媒を用いた他は、実施例1と同様にして非水電解液を調製し、得られた非水電解液の難燃性を評価した。また、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、充放電試験における初期放電容量及びサイクル寿命を測定した。結果を表1に示す。
実施例1の「非水電解液の調製」に用いた混合溶媒に代えて、エチレンカーボネート 50体積%と、メチルエチルカーボネート 50体積%との混合溶媒を用いた他は、実施例1と同様にして非水電解液を調製し、得られた非水電解液の難燃性を評価した。また、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、充放電試験における初期放電容量及びサイクル寿命を測定した。結果を表1に示す。
実施例1の「非水電解液の調製」に用いた混合溶媒に代えて、リン酸トリメチル 15体積%と、エチレンカーボネート 42体積%と、エチルメチルカーボネート 43体積%との混合溶媒を用いた他は、実施例1と同様にして非水電解液を調製し、得られた非水電解液の難燃性を評価した。また、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、充放電試験における初期放電容量及びサイクル寿命を測定した。結果を表1に示す。
実施例1の「非水電解液の調製」に用いた混合溶媒に代えて、上記一般式(I)において、nが3であって、全R1のうち2つがエトキシ基で、4つがフッ素である環状ホスファゼン化合物 20体積%と、リン酸トリエチル 40体積%と、エチレンカーボネート 40体積%との混合溶媒を用いた他は、実施例1と同様にして非水電解液を調製し、得られた非水電解液の難燃性を評価した。また、負極をリチウム−スズ合金シートとしたほかは、実施例1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、充放電試験における初期放電容量及びサイクル寿命を測定した。結果を表1に示す。
Claims (8)
- 非水溶媒及び支持塩を含み、リチウム又はその合金を負極に用いたリチウム二次電池用の非水電解液において、
前記非水電解液が下記一般式(I):
(NPR1 2)n ・・・ (I)
[式中、R1は、それぞれ独立してハロゲン元素又は一価の置換基を表し、但し、R 1 のうち4つ以上はフッ素であり;nは3〜4を表す]で表される環状ホスファゼン化合物と、下記一般式(II):
- 前記一般式(II)において、2つのR2のうち1つがフッ素であり、他の1つがアルコキシ基又はアリールオキシ基であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用非水電解液。
- 前記一般式(I)において、R1が、それぞれ独立してフッ素、アルコキシ基又はアリールオキシ基であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用非水電解液。
- 前記一般式(I)で表される環状ホスファゼン化合物と前記一般式(II)で表されるフルオロリン酸エステル化合物との体積比が5/95〜70/30の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池用非水電解液。
- 前記非水溶媒が、更に非プロトン性有機溶媒を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のリチウム二次電池用非水電解液。
- 前記非水溶媒における、前記一般式(I)で表される環状ホスファゼン化合物と前記一般式(II)で表されるフルオロリン酸エステル化合物との総含有量が5体積%以上であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のリチウム二次電池用非水電解液。
- 前記非水溶媒における、前記一般式(I)で表される環状ホスファゼン化合物と前記一般式(II)で表されるフルオロリン酸エステル化合物との総含有量が10体積%以上であることを特徴とする請求項6に記載のリチウム二次電池用非水電解液。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の非水電解液と、正極と、リチウム又はその合金を用いた負極とを備えたリチウム二次電池。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005108711A JP5093992B2 (ja) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | リチウム二次電池用非水電解液及びそれを備えたリチウム二次電池 |
PCT/JP2005/018347 WO2006038614A1 (ja) | 2004-10-05 | 2005-10-04 | 非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 |
DE602005025788T DE602005025788D1 (de) | 2004-10-05 | 2005-10-04 | Wasserfreie elektrolytlösung und batterie mit selbigen wasserfreiem elektrolyt |
EP05790529A EP1798792B1 (en) | 2004-10-05 | 2005-10-04 | Nonaqueous electrolyte solution, and nonaqueous electrolyte battery having same |
US11/576,183 US20080153005A1 (en) | 2004-10-05 | 2005-10-04 | Non-Aqueous Electrolyte and Non-Aqueous Electrolyte Battery Comprising the Same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005108711A JP5093992B2 (ja) | 2005-04-05 | 2005-04-05 | リチウム二次電池用非水電解液及びそれを備えたリチウム二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006286571A JP2006286571A (ja) | 2006-10-19 |
JP5093992B2 true JP5093992B2 (ja) | 2012-12-12 |
Family
ID=37408239
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005108711A Active JP5093992B2 (ja) | 2004-10-05 | 2005-04-05 | リチウム二次電池用非水電解液及びそれを備えたリチウム二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5093992B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5315593B2 (ja) * | 2006-04-27 | 2013-10-16 | 三菱化学株式会社 | 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池 |
JP5222496B2 (ja) * | 2007-07-03 | 2013-06-26 | 株式会社Nttファシリティーズ | リチウムイオン二次電池 |
JP5314885B2 (ja) * | 2007-12-13 | 2013-10-16 | 株式会社ブリヂストン | 非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電源 |
KR101117699B1 (ko) * | 2009-11-19 | 2012-02-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지용 전해액 및 이를 포함한 리튬 전지 |
JP5820662B2 (ja) | 2010-09-06 | 2015-11-24 | 株式会社Nttファシリティーズ | リチウムイオン二次電池 |
JP6088934B2 (ja) * | 2013-07-29 | 2017-03-01 | 富士フイルム株式会社 | 非水電解液および非水二次電池 |
US20230028401A1 (en) * | 2019-12-17 | 2023-01-26 | Gs Yuasa International Ltd. | Nonaqueous electrolyte energy storage device and method for manufacturing the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4092757B2 (ja) * | 1997-12-26 | 2008-05-28 | ソニー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
-
2005
- 2005-04-05 JP JP2005108711A patent/JP5093992B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006286571A (ja) | 2006-10-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5314885B2 (ja) | 非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電源 | |
EP1798792B1 (en) | Nonaqueous electrolyte solution, and nonaqueous electrolyte battery having same | |
JP4911888B2 (ja) | 非水電解液及びそれを備えた非水電解液2次電池 | |
JP5134770B2 (ja) | 2次電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液2次電池 | |
JP2008053212A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 | |
JP2008300126A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液2次電池 | |
JP2008053211A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 | |
JP2007200605A (ja) | 非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 | |
US20080254361A1 (en) | Non-Aqueous Electrolyte for Battery and Non-Aqueous Electrolyte Secondary Battery Comprising the Same | |
WO2012120846A1 (ja) | 非水電解液用添加剤、非水電解液及び非水電解液二次電池 | |
JP2008041296A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 | |
JP5093992B2 (ja) | リチウム二次電池用非水電解液及びそれを備えたリチウム二次電池 | |
JP2008041413A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 | |
JP2008258022A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 | |
JP2010050021A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電池 | |
JP2010015719A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電池 | |
JP5738010B2 (ja) | 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池 | |
JP4785735B2 (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 | |
JP2006286570A (ja) | リチウム二次電池用非水電解液及びそれを備えたリチウム二次電池 | |
JP2010015717A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電池 | |
JP2006286277A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電池 | |
JP2008300125A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液2次電池 | |
JP2010050026A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電池 | |
JP2008052988A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液電池 | |
JP2010015720A (ja) | 電池用非水電解液及びそれを備えた非水電解液二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080404 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120110 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120307 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20120307 |
|
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: 20120821 |
|
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: 20120918 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5093992 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150928 Year of fee payment: 3 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |