JP5098280B2 - 非水電解質組成物及び非水電解質二次電池 - Google Patents

非水電解質組成物及び非水電解質二次電池 Download PDF

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Description

本発明は、非水電解質組成物及び非水電解質二次電池に係り、更に詳しくは、リン酸エステルと共に、スルホン構造を有する化合物を含有する非水電解質組成物と、このような非水電解質組成物を用いたリチウムイオン非水電解質二次電池に関するものである。
近年、カメラ一体型VTR(ビデオテープレコーダ)、デジタルスチルカメラ、携帯電話、携帯情報端末、ノート型コンピュータ等のポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。そして、これらの電子機器のポータブル電源として、電池、特に二次電池について、エネルギー密度を向上させるための研究開発が活発に進められている。
とりわけ、負極活物質に炭素、正極活物質にリチウム−遷移金属複合酸化物、電解液に炭酸エステル混合物を使用するリチウムイオン二次電池は、従来の水系電解液二次電池である鉛電池や、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため、広く実用化されている(例えば、特許文献1参照。)。
特に外装にアルミニウムラミネートフィルムを使用するラミネート電池は軽量であるためエネルギー密度が大きい(例えば、特許文献2参照。)。
このようなラミネート電池においては、電解液で膨潤させたポリマーを用いると、電池の変形を抑制することができるため、ラミネートポリマー電池も広く使用されている(例えば、特許文献3参照。)。
ところが、ラミネート電池は安全弁を有していないため、過充電試験で気体が発生した時に破裂する危険があることから、電解液中にリン酸トリフェニル等の過充電防止剤を添加することによって、破裂を防止することが提案されている(例えば、特許文献4参照。)。
特開平4−332479号公報 特許第3482591号公報 特開2005−166448号公報 特開2005−347240号公報
しかしながら、上記特許文献4に記載されているように、電解液にリン酸トリフェニル等のリン酸エステルを添加すると、高温保存試験において膨れが発生するという問題があった。
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、高温保存時における電池外装の膨れ変形を防止することができる非水電解質組成物と、このような非水電解質組成物を用いた非水電解質二次電池を提供することにある。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を繰り返した結果、リン酸エステルと共に、スルホン構造を有する化合物を用いることによって、上記目的が解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
即ち、本発明の非水電解質組成物は、電解質塩と、非水溶媒と、リン酸エステルと、スルホン構造を有する化合物と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物と、を含有し、リン酸エステルは、化学式(8)で表される化合物および化学式(9)で表される化合物の少なくとも1種であり、スルホン構造を有する化合物は、化学式(1)で表される化合物、無水2−スルホ安息香酸およびジビニルスルホンの少なくとも1種であり、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物は、化学式(15)で表される化合物、化学式(16)で表される化合物および化学式(17)で表される化合物の少なくとも1種であることを特徴としている。
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[(8)式及び(9)式中のR1〜R8は、アリール基、又はCn2n+1(nは自然数を示す。)を示す]
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[式中のR1はCn2nーmm、又はCn2nーm-2m(nは2〜5の自然数を示し、mは0≦m≦2nを満足する。)を示す]
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[(15)〜(17)式中におけるR1〜R6はCn2n+1(nは自然数を示す。)又はCm2m-7(mは自然数を示す。)を示す]
また、本発明の非水電解質二次電池は、リチウムイオンを吸蔵及び放出できる材料を正極活物質又は負極活物質とする正極及び負極と、非水電解質組成物と、セパレータと、これらを収容する外装部材を備える非水電解質二次電池であって、上記非水電解質組成物が、電解質塩と、非水溶媒と、リン酸エステルと、スルホン構造を有する化合物と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物と、を含有し、リン酸エステルは、化学式(8)で表される化合物および化学式(9)で表される化合物の少なくとも1種であり、スルホン構造を有する化合物は、化学式(1)で表される化合物、無水2−スルホ安息香酸およびジビニルスルホンの少なくとも1種であり、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物は、化学式(15)で表される化合物、化学式(16)で表される化合物および化学式(17)で表される化合物の少なくとも1種であることを特徴とする。
本発明によれば、リン酸エステルと、スルホン構造を有する化合物を用いることとしたため、高温での保存時における電池外装の膨れ変形を防止し得る非水電解質組成物、及びこれを用いた非水電解質二次電池を提供することができる。
以下、本発明の非水電解質組成物につき詳細に説明する。なお、本明細書において、「%」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
上記したように、本発明の非水電解質組成物は、電解質塩と、非水溶媒と、リン酸エステルと、スルホン構造を有する化合物を含有するものであり、リチウムイオン非水電解質二次電池の電解液として好適に用いられる。
スルホン構造を有する化合物としては、代表的には環状スルホン酸エステル(スルトン)を用いることができ、このような化合物は、開環重合して保護皮膜を形成することによって、典型的には60〜90℃の高温における電池外装の膨れを抑制することができる。
ここで、上記環状スルホン酸エステル、即ちスルトンとしては、次の化学式(1)
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[式中のR1はC2nーm、又はC2nーm−2(nは2〜5の自然数を示し、mは0≦m≦2nを満足する。)を示す]で表される化合物を挙げることができる。
(1)式のR1において、炭素数nとしては2〜5であることが好ましい。すなわち、炭素数が2未満では、不安定になる一方、5を超えると、安定すぎて皮膜を形成しにくい傾向がある。
また、スルトンとして、次の化学式(2)や化学式(3)で表される化合物を挙げることもできる。
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[式中のR2はC2nーm、又はC2nーm−2(nは2〜5の自然数を示し、mは0≦m≦2nを満足する。)を示す]
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(2)式のR2において、炭素数としては2〜4であることが好ましく、炭素数が2未満では、不安定となり、4を超えると、安定すぎて皮膜を形成しにくい傾向がある。
なお、上記化学式において、ベンゼン環、ナフタレン環には、アルキル基、アリール基、ハロゲン、水酸基、アミノ基による置換が可能である。
また、(1)式で表される上記環状スルホン酸エステルとしては、具体的には、以下の化学式(4)及び(5)で表される1,3−プロパンスルトン…(4)、1,3−プロペンスルトン…(5)を好ましく用いることができるが、これらの化合物に限定されないことは言うまでもなく、(1)式や(2)式の構造を有するものであれば適用可能である。
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さらに、スルホン構造を有する化合物としては、次の化学式(6)
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[式中のR3、R4、R5、R6はC2nーm+1(nは0≦n≦4、mは0≦m≦2n+1を満足する。)を示す]で表される化合物、すなわち炭素−炭素間多重結合を有するスルホンを用いることができ、このような化合物の具体例としてはジビニルスルホンを挙げることができる。
さらにまた、スルホン構造を有する化合物として、上記に加えて、環状スルホン酸無水物、例えば次の化学式(7)で表される無水2−スルホ安息香酸を用いることもできる。
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なお、本発明の非水電解質組成物において、スルホン構造を有する上記化合物の含有量としては、0.1〜1%程度の範囲とすることが好ましい。
すなわち、このような化合物の含有量が0.1%未満では、その添加による効果が十分に得られず、1%を超えると、放電容量が低下する傾向があることによる。
本発明においては、スルホン構造を有する上記化合物と共に、リン酸エステルが所定電圧で反応し、皮膜を生成することによって電流を流れなくする過充電防止剤として添加されるが、反応性の観点から、少なくとも1個のアリール基を有していることが望ましい。 このようなリン酸エステルとしては、次の化学式(8)又は(9)
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[(8)式及び(9)式中のR1〜R8は、アリール基、又はC2n+1(nは自然数を示す。)を示す]で表される化合物を挙げることができる。
(8)式及び(9)式におけるR1〜R8の炭素数nとしては、それぞれ0〜4であることが好ましく、炭素数が4を超えると放電容量が低下する傾向があることによる。
このようなリン酸エステルとして、代表的には、それぞれ以下の化学式(10)〜(14)で表わされるリン酸トリフェニル…(10)、リン酸−o−クレシル…(11)、リン酸−m−クレシル…(12)、リン酸−p−クレシル…(13)、リン酸トリメチル…(14)を好適に用いることができるが、上述のように(8)式又は(9)式の構造を有するリン酸エステルであれば、支障なく適用することができる。
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そして、本発明の非水電解質組成物においては、上記リン酸エステルの含有量を0.1〜5%程度の範囲とすることが望ましい。
これは、リン酸エステルの含有量が0.1%に満たない場合は、その効果がほとんど発揮されず、5%を超えると、放電容量が低下する傾向があることによる。
なお、本発明の非水電解質組成物において、上記したリン酸エステルとスルホン構造を有する化合物との具体的な組み合わせとしては、リン酸エステルがリン酸トリフェニルであって、スルホン構造を有する化合物が1、3−プロペンスルトン及び無水2−スルホ安息香酸の一方、又は両方であることが望ましく、このような組み合わせを採用することによって、過充電安全性と高温保存時の膨れ抑制を両立することができる。
本発明の非水電解質組成物は、上記したように、リン酸エステルとスルホン構造を有する化合物を必須成分とするものであるが、例えば、亜リン酸に代表されるような、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を加えることができ、これによって、電極表面にリチウム塩の保護被膜が生成することから、さらに効果的に高温保存時の膨れを抑制することができるようになる。
このような化合物としては、次の化学式(15)〜(17)
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[(15)〜(17)式中におけるR1〜R6はC2n+1(nは自然数を示す。)又はC2m−7(mは自然数を示す。)を示す]で表される化合物を挙げることができる。
(15)〜(17)式におけるR1〜R6の炭素数n及びmとしては、それぞれ0≦n≦4、6≦m≦11であることが好ましく、炭素数nが4を超えると、放電容量が低下する傾向がある一方、炭素数mが6未満では芳香族にならず、11を超えると放電容量が低下する不都合が生じる可能性があることによる。
このような化合物として、代表的には、以下の化学式(18)〜(20)で表わされる亜リン酸…(18)、リン酸ジフェニル…(19)及びフェニルホスフィン酸…(20)を好適に用いることができるが、これらリン化合物に限定されないことは言うまでもなく、上述のように(15)式〜(17)式の構造を有するリン化合物であれば適用可能である。
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なお、これらリン化合物の含有量としては、過剰に添加すると放電容量が低下することがあるので、1%以下の範囲で添加することが望ましい。
本発明の非水電解質組成物に用いる非水溶媒としては、各種の高誘電率溶媒や低粘度溶媒を挙げることができる。
高誘電率溶媒としては、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネート等を好適に用いることができるが、これに限定されるものではなく、ブチレンカーボネート、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(フルオロエチレンカーボネート)、4−クロロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(クロロエチレンカーボネート)、トリフルオロメチルエチレンカーボネートなどの環状炭酸エステルを挙げることができる。
また、高誘電率溶媒として、環状炭酸エステルの代わりに又はこれと併用して、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン、N−メチルピロリドン等のラクタム、N−メチルオキサゾリジノン等の環状カルバミン酸エステル、テトラメチレンスルホン等のスルホン化合物なども使用することができる。
一方、低粘度溶媒としては、ジエチルカーボネートを好適に使用することができるが、これ以外にも、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート等の鎖状炭酸エステル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル等の鎖状カルボン酸エステル、N,N−ジメチルアセトアミド等の鎖状アミド、N,N−ジエチルカルバミン酸メチル、N,N−ジエチルカルバミン酸エチル等の鎖状カルバミン酸エステル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン等のエーテルを用いることができる。
なお、本発明の非水電解質組成物において、上述の高誘電率溶媒及び低粘度溶媒は、その1種を単独で又は2種以上を任意に混合して用いることができる。
また、上述の非水溶媒の含有量は、70〜90%とすることが好ましい。70%未満では、粘度が上昇し、90%を超えると、十分な電導度が得られないことがある。
また、本発明の非水電解質組成物に用いる電解質塩としては、上記非水溶媒に溶解ないしは分散してイオンを生ずるものであればよく、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を好適に使用することができるが、これに限定されないことはいうまでもない。
すなわち、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF)、六フッ化アンチモン酸リチウム(LiSbF)、過塩素酸リチウム(LiClO)、四塩化アルミニウム酸リチウム(LiAlCl)等の無機リチウム塩や、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCFSO)、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホン)イミド(LiN(CFSO)、リチウムビス(ペンタフルオロメタンスルホン)メチド(LiN(CSO)、リチウムトリス(トリフルオロメタンスルホン)メチド(LiC(CFSO)等のパーフルオロアルカンスルホン酸誘導体のリチウム塩なども使用可能であり、これらを1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することも可能である。
なお、このような電解質塩の含有量は、10〜30%とすることが好ましい。10%未満では、十分な電導度が得られず、30%を超えると、粘度が上昇することがある。
さらに、本発明の非水電解質組成物においては、所定の高分子化合物を添加し、本発明の非水電解質組成物でこの高分子化合物を膨潤させ、この非水電解質組成物が当該高分子化合物に含浸ないしは保持されるようにすることができる。
かかる高分子化合物の膨潤やゲル化ないしは非流動化により、得られる電池で非水電解質組成物の漏液が起こるのを効果的に抑制することができる。
このような高分子化合物としては、以下の化学式(21)〜(23)で表されるポリビニルホルマール…(21)、ポリアクリル酸エステル…(22)、ポリフッ化ビニリデン…(23)などを例示することができる。
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但し、(21)式中のRはC2n−1(nは1〜8の整数、mは0〜4の整数を示す。)を示し、Nは重合度を示し、好ましくはN=100〜10000である。このとき、Nが100未満では、ゲル化が困難であり、10000を超えると、流動性が減少する傾向がある。
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なお、上述の高分子化合物の含有量は、0.1〜5%とすることが好ましい。0.1%未満では、ゲル化が困難となり、5%を超えると、流動性が減少することがある。
次に、本発明の非水電解質二次電池について詳細に説明する。
図1は、本発明の非水電解質二次電池の一実施形態であって、ラミネート型電池の一例を示す分解斜視図である。
同図において、この二次電池は、正極端子11と負極端子12が取り付けられた電池素子20をフィルム状の外装部材30の内部に封入して構成されている。正極端子11及び負極端子12は、外装部材30の内部から外部に向かって、例えば同一方向にそれぞれ導出されている。正極端子11及び負極端子12は、例えばアルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)又はステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成される。
外装部材30は、例えばナイロンフィルム、アルミニウム箔及びポリエチレンフィルムをこの順に張り合わせた矩形状のラミネートフィルムにより構成されている。外装部材30は、例えばポリエチレンフィルム側と電池素子20とが対向するように配設されており、各外縁部が融着又は接着剤により互いに接合されている。
外装部材30と正極端子11及び負極端子12との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム31が挿入されている。密着フィルム31は、正極端子11及び負極端子12に対して密着性を有する材料により構成され、例えば正極端子11及び負極端子12が上述した金属材料から構成される場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン又は変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されることが好ましい。
なお、外装部材30は、上述したラミネートフィルムに代えて、他の構造、例えば金属材料を含まないラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルム又は金属フィルムなどにより構成してもよい。
ここで、外装部材の一般的な構成は、外装層/金属箔/シーラント層の積層構造で表すことができ(但し、外装層及びシーラント層は複数層で構成されることがある。)、上記の例では、ナイロンフィルムが外装層、アルミニウム箔が金属箔、ポリエチレンフィルムがシーラント層に相当する。
なお、金属箔としては、耐透湿性のバリア膜として機能すれば十分であり、アルミニウム箔のみならず、ステンレス箔、ニッケル箔及びメッキを施した鉄箔などを使用することができるが、薄く軽量で加工性に優れるアルミニウム箔を好適に用いることができる。
外装部材として、使用可能な構成を(外装層/金属箔/シーラント層)の形式で列挙すると、Ny(ナイロン)/Al(アルミ)/CPP(無延伸ポリプロピレン)、PET(ポリエチレンテレフタレート)/Al/CPP、PET/Al/PET/CPP、PET/Ny/Al/CPP、PET/Ny/Al/Ny/CPP、PET/Ny/Al/Ny/PE(ポリエチレン)、Ny/PE/Al/LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)、PET/PE/Al/PET/LDPE(低密度ポリエチレン)、及びPET/Ny/Al/LDPE/CPPなどがある。
図2は、図1に示した電池素子20のI−I線に沿った断面図である。同図において、電池素子20は、正極21と負極22とが本発明の非水電解質組成物から成る非水電解質組成物層23及びセパレータ24を介して対向して位置し、巻回されているものであり、最外周部は保護テープ25により保護されている。
ここで、正極21は、例えば対向する一対の面を有する正極集電体21Aの両面又は片面に正極活物質層21Bが被覆された構造を有している。正極集電体21Aには、長手方向における一方の端部に正極活物質層21Bが被覆されずに露出している部分があり、この露出部分に正極端子11が取り付けられている。
正極集電体21Aは、例えばアルミニウム箔、ニッケル箔又はステンレス箔などの金属箔により構成される。
正極活物質層21Bは、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な正極材料のいずれか1種又は2種以上を含んでおり、必要に応じて導電材及び結着剤を含んでいてもよい。
リチウムを吸蔵及び放出することが可能な正極材料としては、例えば硫黄(S)や、二硫化鉄(FeS)、二硫化チタン(TiS)、二硫化モリブデン(MoS)、二セレン化ニオブ(NbSe)、酸化バナジウム(V)、二酸化チタン(TiO)及び二酸化マンガン(MnO)などのリチウムを含有しないカルコゲン化物(特に層状化合物やスピネル型化合物)、リチウムを含有するリチウム含有化合物、並びに、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリピロールなどの導電性高分子化合物が挙げられる。
これらの中でも、リチウム含有化合物は、高電圧及び高エネルギー密度を得ることができるものがあるので好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えばリチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物や、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物が挙げられるが、より高い電圧を得る観点からは、特にコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、チタン(Ti)又はこれらの任意の混合物を含むものが好ましい。
かかるリチウム含有化合物は、代表的には、次の一般式(24)又は(25)
Li…(24)
LiIIPO…(25)
(式中のM及びMIIは1種類以上の遷移金属元素を示し、x及びyの値は電池の充放電状態によって異なるが、通常0.05≦x≦1.10、0.05≦y≦1.10である。)で表され、(24)式の化合物は一般に層状構造を有し、(25)式の化合物は一般にオリビン構造を有する。
また、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物の具体例としては、リチウムコバルト複合酸化物(LiCoO)、リチウムニッケル複合酸化物(LiNiOリチウムニッケルコバルト複合酸化物(LiNi1−zCo(0<z<1)、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物(LiMn などが挙げられる。
リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物の具体例としては、例えばオリビン構造を有するリチウム鉄リン酸化合物(LiFePO)又はリチウム鉄マンガンリン酸化合物(LiFe1−vMnPO(v<1))が挙げられる。
これらの複合酸化物において、構造を安定化させる等の目的から、遷移金属の一部をAlやMgその他の遷移金属元素で置換したり結晶粒界に含ませたりしたもの、酸素の一部をフッ素等で置換したもの等も挙げることができる。更に、正極活物質表面の少なくとも一部に他の正極活物質を被覆したものとしてもよい。また、正極活物質は、複数種類を混合して用いてもよい。
一方、負極22は、正極21と同様に、例えば対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面又は片面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。負極集電体22Aには、長手方向における一方の端部に負極活物質層22Bが設けられず露出している部分があり、この露出部分に負極端子12が取り付けられている。
負極集電体22Aは、例えば銅箔、ニッケル箔又はステンレス箔などの金属箔により構成される。
負極活物質層22Bは、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な負極材料、金属リチウムのいずれか1種又は2種以上を含んでおり、必要に応じて導電材及び結着剤を含んでいてもよい。
リチウムを吸蔵及び放出することが可能な負極材料としては、例えば炭素材料、金属酸化物及び高分子化合物が挙げられる。炭素材料としては、難黒鉛化炭素材料、人造黒鉛材料やや黒鉛系材料などが挙げられ、より具体的には、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭及びカーボンブラックなどがある。
このうち、コークス類にはピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークスなどがあり、有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。また、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウム及び酸化モリブテンなどが挙げられ、高分子化合物としてはポリアセチレンやポリピロールなどが挙げられる。
更に、リチウムを吸蔵及び放出することが可能な負極材料としては、リチウムと合金を形成可能な金属元素及び半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料も挙げられる。この負極材料は金属元素又は半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの1種又は2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。
なお、本発明において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物又はこれらのうちの2種以上が共存するものがある。
このような金属元素又は半金属元素としては、例えばスズ(Sn)、鉛(Pb)、アルミニウム、インジウム(In)、ケイ素(Si)、亜鉛(Zn)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(As)、銀(Ag)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)及びイットリウム(Y)が挙げられる。
中でも、長周期型周期表における14族の金属元素又は半金属元素が好ましく、特に好ましいのはケイ素又はスズである。ケイ素及びスズは、リチウムを吸蔵及び放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。
スズの合金としては、例えばスズ以外の第2の構成元素として、ケイ素、マグネシウム(Mg)、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン(Ti)、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン及びクロム(Cr)から成る群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。
ケイ素の合金としては、例えばケイ素以外の第2の構成元素として、スズ、マグネシウム、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン及びクロムから成る群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。
スズの化合物又はケイ素の化合物としては、例えば酸素(O)又は炭素(C)を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。
また、セパレータ24は、例えばポリプロピレン若しくはポリエチレンなどのポリオレフィン系の合成樹脂から成る多孔質膜、又はセラミック製の不織布などの無機材料から成る多孔質膜など、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の薄膜から構成されており、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造としてもよい。特に、ポリオレフィン系の多孔質膜を含むものは、正極21と負極22との分離性に優れ、内部短絡や開回路電圧の低下をいっそう低減できるので好適である。
次に、上述した二次電池の製造方法の一例につき説明する。
上記ラミネート型二次電池は、以下のようにして製造することができる。
まず、正極21を作製する。例えば粒子状の正極活物質を用いる場合には、正極活物質と必要に応じて導電材及び結着剤とを混合して正極合剤を調製し、N−メチル−2−ピロリドンなどの分散媒に分散させて正極合剤スラリーを作製する。
次いで、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し乾燥させ、圧縮成型して正極活物質層21Bを形成する。
また、負極22を作製する。例えば粒子状の負極活物質を用いる場合には、負極活物質と必要に応じて導電材及び結着剤とを混合して負極合剤を調製し、N−メチル−2−ピロリドンなどの分散媒に分散させて負極合剤スラリーを作製する。この後、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層22Bを形成する。
次いで、正極21に正極端子11を取り付けるとともに、負極22に負極端子12を取り付けた後、セパレータ24、正極21、セパレータ24及び負極22を順次積層して巻回し、最外周部に保護テープ25を接着して巻回電極体を形成する。更に、この巻回電極体を外装部材30で挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とする。
しかる後、上述した鎖状炭酸エステルと、六フッ化リン酸リチウムなどの電解質塩と、エチレンカーボネートなどの非水溶媒を含む非水電解質組成物を準備し、外装部材30の開口部から巻回電極体の内部に注入して、外装部材30の開口部を熱融着し封入する。これにより、非水電解質組成物層23が形成され、図1及び図2に示した二次電池が完成する。
なお、この二次電池は次のようにして製造してもよい。
例えば、巻回電極体を作製してから非水電解質組成物を注入するのではなく、正極21及び負極22の上、又はセパレータ24に非水電解質組成物を塗布した後に巻回し、外装部材30の内部に封入するようにしてもよい。
以上に説明した二次電池では、充電を行うと、正極活物質層21Bからリチウムイオンが放出され、非水電解質組成物層23を介して負極活物質層22Bに吸蔵される。放電を行うと、負極活物質層22Bからリチウムイオンが放出され、非水電解質組成物層23を介して正極活物質層21Bに吸蔵される。
ここで、非水電解質組成物層23に含まれる非水電解質組成物は、リン酸エステルと、スルホン構造を有する化合物を含有しており、電池の膨れ防止に有効である。
なお、本発明は上記のようなラミネート型電池のみならず、筒型電池、角型電池等にも適用可能であるが、特に、電池外装の膨れ対策がより強く求められているラミネートフィルム外装電池や、薄型の角型電池に適用した場合により効果的なものとなる。
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
具体的には、以下の各例に記載したような操作を行い、図1及び図2に示したようなラミネート型電池を作製し、その性能を評価した。
参考例1)
まず、正極活物質としてのリチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO2)を94重量部と、導電材としてのグラファイトを3重量部と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を3重量部とを均質に混合してN−メチルピロリドンを添加し正極合剤塗液を得た。
次いで、得られた正極合剤塗液を厚み20μmのアルミニウム箔上の両面に均一に塗布し、乾燥して片面当たり40mg/cm2の正極合剤層を形成した。これを幅50mm、長さ300mmの形状に切断して正極を作成し、更に正極端子を取り付けた。
次に、負極活物質として黒鉛97重量部と、結着剤としてPVdF3重量部とを均質に混合してN−メチルピロリドンを添加し負極合剤塗液を得た。次いで、得られた負極合剤塗液を負極集電体となる厚み15μmの銅箔上の両面に均一に塗布し、乾燥して片面当たり20mg/cmの負極合剤層を形成した。これを幅50mm、長さ300mmの形状に切断して負極を作成し、更に負極端子を取り付けた。
一方、非水電解質組成物としては、エチレンカーボネート/プロピレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ビニレンカーボネート/リン酸トリフェニル/プロパンスルトン=30/9/68.5/1/1/0.5の割合(重量比)で混合した溶媒に、六フッ化リン酸リチウムを86:14の割合で溶解して作成したものを用いた。
この正極と負極を、厚さ12μmの微多孔性ポリエチレンフィルムから成るセパレータを介して積層して巻き取り、アルミニウムラミネートフィルムから成る外装部材の一例である袋に入れた。この袋に非水電解質組成物を2g注入後、袋を熱融着してラミネート型電池を作成した。この電池の容量は700mAhである。
この電池を23℃の環境下700mAで4.2Vを上限として3時間充電した後、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化(膨れ)を表1に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物を使用することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が、後述するように、このような化合物を添加していない非水電解質組成物を使用した比較例1の電池よりも減少していることが分かる。
参考例2、3)
非水電解質組成物中のスルホン構造を有する化合物として、プロパンスルトンをプロペンスルトン及びジビニルスルホンにそれぞれ置換した以外は、参考例1と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例2及び3のラミネート型電池を得た。上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表1に示す。
表1より、スルホン構造を有する化合物の種類を変えても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、同様に、比較例1の電池よりも減少していることが分かる。
参考例4、5)
非水電解質組成物中のリン酸エステルの混合比をそれぞれ2及び0.1としたこと以外は、参考例2(プロペンスルトン使用)と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例4及び5のラミネート型電池を得た。上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表1に示す。
表1より、スルホン構造を有する化合物が添加されていることにより、リン酸エステルの添加量が変化しても、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化は比較例1よりも減少していることが分かる。なお、リン酸エステルの添加量が増加することによって、電池厚みの変化の改善傾向が認められる。
参考例6、7)
非水電解質組成物中のスルホン構造を有する化合物の混合比をそれぞれ1及び0.1としたこと以外は、参考例2と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例6及び7のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表1に示す。
表1より、スルホン構造を有する化合物の添加量が増加すると、電池厚みの変化がさらに減少する一方、上記化合物の添加量が減少すると、厚み変化が増加する傾向が認められるが、いずれの場合も、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が比較例1よりも減少していることが分かる。
参考例8〜11)
非水電解質組成物中のリン酸エステルとして、リン酸トリフェニルをリン酸−o−クレシル、リン酸−m−クレシル、リン酸−p−クレシル、及びリン酸トリメチルにそれぞれ置換したこと以外は、上記参考例2と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例8〜11のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表1に示す。
表1より、リン酸エステルの種類を変えても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、比較例1の電池よりもそれぞれ減少していることが分かる。
(実施例12)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として亜リン酸を0.2の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量したこと以外は、参考例2と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表1に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を併用することによって、比較例1はもとより、上記参考例2と較べても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が減少していることが分かる。
(実施例13)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてリン酸ジフェニルを0.5の混合比で添加したこと以外は、上記実施例12と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表1に示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類を変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例1及び参考例2よりも減少していることが分かる。
(比較例1)
スルホン構造を有する化合物を何ら添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例1と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表1に示す。
表1より、スルホン構造を有する化合物を添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記参考例1〜11および実施例12〜実施例13よりも増大していることが分かる。
(比較例2)
スルホン構造を有する化合物も、リン酸エステルも添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例1と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表1に示す。
このように、リン酸エステルを添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記比較例1よりも減少することが分かる。
Figure 0005098280
参考例14)
非水電解質組成物に、混合比1のポリビニルホルマールを添加して膨潤させ、その分ジエチルカーボネートを減量した以外は、参考例1と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
このように、高分子化合物を添加した非水電解質組成物を電解液として使用した場合においても、スルホン構造を有する化合物を使用することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が、後述するように、このような化合物を添加していない非水電解質組成物を使用した比較例3の電池よりも減少していることが分かる。
参考例15、16)
非水電解質組成物中のスルホン構造を有する化合物として、プロパンスルトンをプロペンスルトン及びジビニルスルホンにそれぞれ置換した以外は、参考例14と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例15及び16のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
表2より、スルホン構造を有する化合物の種類を変えても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、同様に、比較例3の電池よりも減少していることが分かる。
参考例17、18)
非水電解質組成物中のリン酸エステルの混合比をそれぞれ2及び0.1としたこと以外は、参考例15と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例17及び18のラミネート型電池を得た。上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物が添加されていることにより、リン酸エステルの添加量が変化しても、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化は比較例3よりも減少していることが分かる。なお、リン酸エステルの添加量の増加によって、保存後の電池厚みの変化がさらに改善される傾向が認められる。
参考例19、20)
非水電解質組成物中のスルホン構造を有する化合物の混合比をそれぞれ1及び0.1としたこと以外は、参考例15と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例19及び20のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
表2より、スルホン構造を有する化合物量が増加すると、電池厚みの変化がさらに減少する一方、上記化合物の添加量が減少すると、保存後の厚み変化が増加する傾向が認められるが、いずれの場合も、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が比較例3よりも減少していることが分かる。
参考例21〜24)
非水電解質組成物中のリン酸エステルとして、それぞれリン酸トリフェニルをリン酸−o−クレシル、リン酸−m−クレシル、リン酸−p−クレシル、及びリン酸トリメチルに置換したこと以外は、上記参考例15と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例21〜24のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
このように、リン酸エステルの種類を変えても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、比較例3の電池よりもそれぞれ減少していることが分かる。
(実施例25)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として亜リン酸を0.2の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量したこと以外は、参考例15と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
表2より、スルホン構造を有する化合物と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を併用することによって、比較例3はもとより、上記参考例15よりも、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が減少していることが分かる。
(実施例26)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてリン酸ジフェニルを0.5の混合比で添加したこと以外は、上記実施例25と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
表2より、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類を変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例3及び参考例15よりも減少していることが分かる。
(比較例3)
スルホン構造を有する化合物を何ら添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例14と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物を添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記参考例14〜24および実施例25〜26よりも増大していることが分かる。
(比較例4)
スルホン構造を有する化合物及びリン酸エステルのいずれをも添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例14と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表2に示す。
このように、リン酸エステルを添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記比較例3よりも減少することが分かる。
Figure 0005098280
参考例27)
非水電解質組成物に、ポリアクリル酸エステルを1の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量した以外は、参考例1と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
このように、高分子化合物の種類を変えた場合においても、スルホン構造を有する化合物を使用することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が、後述するように、このような化合物を添加していない非水電解質組成物を使用した比較例5の電池よりも減少していることが分かる。
参考例28、29)
非水電解質組成物中のスルホン構造を有する化合物として、プロパンスルトンをプロペンスルトン及びジビニルスルホンにそれぞれ置換した以外は、参考例27と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例28及び29のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物の種類を変えても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、比較例5の電池よりも減少していることが分かる。
参考例30、31)
非水電解質組成物中のリン酸エステルの混合比をそれぞれ2及び0.1としたこと以外は、上記参考例28と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例30及び31のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物が添加されていることにより、リン酸エステルの添加量が変化しても、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化は比較例5よりも減少していることが分かる。なお、リン酸エステル添加量が増加することによって、保存後の電池厚みの変化がさらに減少する傾向が認められる。
参考例32、33)
非水電解質組成物中のスルホン構造を有する化合物の混合比をそれぞれ1及び0.1としたこと以外は、参考例28と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例32及び33のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
表3に示すように、スルホン構造を有する化合物量が増加すると、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化量がさらに減少する一方、上記化合物の添加量が減少すると、厚み変化量が増加する傾向が認められるが、いずれにしても比較例3よりも減少していることが分かる。
参考例34〜37)
非水電解質組成物中のリン酸エステルとして、それぞれリン酸トリフェニルをリン酸−o−クレシル、リン酸−m−クレシル、リン酸−p−クレシル、及びリン酸トリメチルに置換したこと以外は、上記参考例28と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例34〜37のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
表3より、リン酸エステルの種類を変えても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、比較例5の電池に較べてそれぞれ減少していることが分かる。
(実施例38)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として亜リン酸を0.2の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量したこと以外は、参考例28と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
表3より、スルホン構造を有する化合物と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を併用することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化量が比較例5及び参考例28よりも減少していることが分かる。
(実施例39)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてリン酸ジフェニルを0.5の混合比で添加したこと以外は、上記実施例38と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類を変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例5及び参考例28よりも減少していることが分かる。
(比較例5)
スルホン構造を有する化合物を何ら添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例27と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
表3に示すように、スルホン構造を有する化合物を添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記参考例27〜37および実施例38〜39よりも増大していることが分かる。
(比較例6)
スルホン構造を有する化合物も、リン酸エステルも添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例27と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表3に示す。
このように、リン酸エステルを添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記比較例5よりも減少することが分かる。
Figure 0005098280
参考例40)
同様のラミネート型電池を作製するに際して、セパレータの厚さを7μmとし、その両面にポリフッ化ビニリデンを2μmずつ塗布したセパレータを使用した。これ以外は、参考例1と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
このように、高分子化合物をセパレータに塗布した場合においても、スルホン構造を有する化合物を使用することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が、このような化合物を添加していない非水電解質組成物を使用した後述する比較例7の電池よりも減少していることが分かる。
参考例41、42)
非水電解質組成物中のスルホン構造を有する化合物として、プロパンスルトンをプロペンスルトン及びジビニルスルホンにそれぞれ置換した以外は、参考例40と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例41及び42のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物の種類を変えても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、比較例7の電池よりも減少していることが分かる。
参考例43、44)
非水電解質組成物中のリン酸エステルの混合比をそれぞれ2及び0.1としたこと以外は、上記参考例41と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例43及び44のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物が添加されていることにより、リン酸エステルの添加量が変化しても、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化は比較例7よりも減少していることが分かる。なお、リン酸エステル添加量が増加することによって、保存後の電池厚みの変化がさらに減少する傾向が認められる。
参考例45、46)
非水電解質組成物中のスルホン構造を有する化合物の混合比をそれぞれ1及び0.1としたこと以外は、参考例41と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例45及び46のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
表4より、スルホン構造を有する化合物の添加量が増加すると、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化量がさらに減少し、上記化合物の添加量が減少すると、厚み変化量が増加する傾向が認められるが、いずれの場合も比較例5よりも減少していることが分かる。
参考例47〜50)
非水電解質組成物中のリン酸エステルとして、リン酸トリフェニルをリン酸−o−クレシル、リン酸−m−クレシル、リン酸−p−クレシル、及びリン酸トリメチルにそれぞれ置換したこと以外は、上記参考例41と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例47〜50のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
表4より、リン酸エステルの種類を変えても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、比較例7の電池に較べてそれぞれ減少していることが分かる。
(実施例51)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として亜リン酸を0.2の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量したこと以外は、参考例41と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
表4から、スルホン構造を有する化合物と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を併用することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化量が比較例7及び参考例41よりも減少していることが分かる。
(実施例52)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、上記亜リン酸に替えてリン酸ジフェニルを0.5の混合比で添加したこと以外は、上記実施例51と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類を変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例7及び参考例41よりも減少していることが分かる。
(比較例7)
スルホン構造を有する化合物を何ら添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例40と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
表4から明らかなように、スルホン構造を有する化合物を添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記参考例40〜50および実施例51〜52よりも増大していることが分かる。
(比較例8)
スルホン構造を有する化合物も、リン酸エステルも何ら添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例40と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表4に示す。
このように、リン酸エステルを添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記比較例7よりも減少することが分かる。
Figure 0005098280
参考例53)
非水電解質組成物として、エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ビニレンカーボネート/リン酸トリフェニル/無水2−スルホ安息香酸=29/69/0.5/1/0.5の割合(重量比)で混合した非水溶媒を用いたこと以外は、参考例1と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表5に示す。
表5より、スルホン構造を有する化合物を無水2−スルホ安息香酸に代えた場合でも、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が、このような化合物を添加していない非水電解質組成物を使用した後述する比較例9の電池よりも減少していることが分かる。
参考例54、55)
非水電解質組成物中の無水2−スルホ安息香酸の混合比をそれぞれ0.1及び1としたこと以外は、参考例53と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例54及び55のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表5に示す。
表5より、スルホン構造を有する化合物である無水2−スルホ安息香酸の添加量が増加すると、電池厚みの変化が僅かに減少する一方、この化合物の添加量が減少すると、厚み変化が増加する傾向が認められるが、いずれの場合も、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が比較例9の電池よりも減少していることが分かる。
(実施例56)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として亜リン酸を0.3の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量したこと以外は、参考例53と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。次いで、上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表5に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物としての無水2−スルホ安息香酸と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を併用することによって、比較例9はもとより、上記参考例53と較べても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が減少していることが分かる。
(実施例57)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてリン酸ジフェニルを0.7の混合比で添加したこと以外は、上記実施例56と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表5に併せて示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類を変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例9及び参考例53よりも減少していることが分かる。
(実施例58)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてフェニルホスフィン酸を0.5の混合比で添加したこと以外は、上記実施例56と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表5に併せて示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類をさらに変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例9及び参考例53よりも減少していることが分かる。
(比較例9)
スルホン構造を有する化合物を何ら添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例53と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表5に示す。
表5より、スルホン構造を有する化合物を添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記参考例53〜55および実施例56〜58よりも増大していることが分かる。
(比較例10)
スルホン構造を有する化合物も、リン酸エステルも添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量したこと以外は、参考例53と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表5に示す。
このように、リン酸エステルを添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記比較例9よりも減少することが分かる。
Figure 0005098280
参考例59)
非水電解質組成物に、ポリビニルホルマールを混合比1で添加して膨潤させ、その分ジエチルカーボネートを減量した以外は、参考例1と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表6に示す。
このように、高分子化合物を添加した非水電解質組成物を電解液として使用した場合においても、スルホン構造を有する化合物として無水2−スルホ安息香酸を添加することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化は、後述するように、このような化合物を添加していない非水電解質組成物を使用した比較例11の電池よりも減少していることが分かる。
参考例60、61)
非水電解質組成物中の無水2−スルホ安息香酸の混合比をそれぞれ0.1及び1としたこと以外は、上記参考例59と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例60及び61のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表6に示す。
表6から明らかなように、この場合も、スルホン構造を有する化合物である無水2−スルホ安息香酸の添加量が増加すると、電池厚みの変化が僅かに減少する一方、上記化合物の添加量が減少すると、厚み変化が増加する傾向が認められた。しかし、いずれの場合も、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化は比較例11の電池よりも減少していることが分かる。
(実施例62)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として亜リン酸を0.3の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量したこと以外は、参考例59と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表6に示す。
このように、スルホン構造を有する化合物としての無水2−スルホ安息香酸と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を併用することによって、比較例11はもちろん、上記参考例59と較べても、高温保存時の電池厚みの変化が減少していることが分かる。
(実施例63)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてリン酸ジフェニルを0.7の混合比で添加したこと以外は、上記実施例62と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表6に併せて示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類を変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例11及び参考例59よりも減少していることが分かる。
(実施例64)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてフェニルホスフィン酸を0.5の混合比で添加したこと以外は、上記実施例63と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表6に併せて示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類をさらに変えた場合においても、高温保存時の電池厚みの変化が比較例11及び参考例59よりも減少していることが分かる。
(比較例11)
スルホン構造を有する化合物を何も添加せずに、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例59と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表6に示す。
表6から、リン酸エステルを含んでいても、スルホン構造を有する化合物を添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記参考例59〜61および実施例62〜64よりも増していることが分かる。
(比較例12)
スルホン構造を有する化合物及びリン酸エステルのいずれも添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量したこと以外は、参考例59と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表6に示す。
このように、リン酸エステルを添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記比較例11よりも減少することが分かる。
Figure 0005098280
参考例65)
非水電解質組成物に、ポリアクリル酸エステルを1の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量した以外は、上記参考例53と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。次いで、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表7に示す。
このように、高分子化合物の種類を変えた場合においても、スルホン構造を有する化合物として無水2−スルホ安息香酸を添加することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が、後述するように、このような化合物を添加していない非水電解質組成物を使用した比較例13の電池よりも減少していることが分かる。
参考例66、67)
非水電解質組成物中の無水2−スルホ安息香酸の混合比をそれぞれ0.1及び1としたこと以外は、上記参考例65と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例66及び67のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表7に示す。
表7から、この場合においても、無水2−スルホ安息香酸の添加量が増加すると、電池厚みの変化が僅かに減少する一方、当該化合物の添加量が減少すると、厚み変化が増加する傾向が認められた。しかし、いずれの場合も、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化は比較例11の電池よりも減少していることが分かる。
(実施例68)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として亜リン酸を0.3の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量したこと以外は、参考例65と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を同様に測定し、得られた結果を表7に示す。
表7から明らかなように、スルホン構造を有する化合物としての無水2−スルホ安息香酸と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を併用することによって、比較例13はもとより、上記参考例65と較べても、高温保存時の電池厚みの変化が減少していることが分かる。
(実施例69)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてリン酸ジフェニルを0.7の混合比で添加したことを除いて、上記実施例68と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を上記同様に測定し、得られた結果を表7に示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類を変えた場合においても、高温保存時の電池厚みの変化が比較例13及び参考例65よりも減少していることが分かる。
(実施例70)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてフェニルホスフィン酸を0.5の混合比で添加したことを除いて、上記実施例68と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表7に併せて示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類をさらに変えた場合においても、高温保存時の電池厚みの変化が比較例13及び参考例65よりも減少していることが分かる。
(比較例13)
スルホン構造を有する化合物を何も添加せずに、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例65と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表7に示す。
表7から明らかなように、リン酸エステルを添加しても、スルホン構造を有する化合物を添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記参考例65〜67および実施例68〜70よりも増加していることが分かる。
(比較例14)
スルホン構造を有する化合物も、リン酸エステルも添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量したこと以外は、参考例65と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表7に示す。
このように、リン酸エステルを添加しないことによって、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記比較例13よりも減少することが分かる。
Figure 0005098280
参考例71)
同様のラミネート型電池を作製するに際して、セパレータの厚さを7μmとし、その両面にポリフッ化ビニリデンを2μmずつ塗布したセパレータを使用した。これ以外は、参考例53と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表8に示す。
このように、高分子化合物をセパレータに塗布した場合においても、スルホン構造を有する化合物として無水2−スルホ安息香酸を添加することによって、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が、このような化合物を添加していない非水電解質組成物を使用した後述する比較例15の電池よりも減少していることが分かる。
参考例72、73)
非水電解質組成物中の無水2−スルホ安息香酸の混合比をそれぞれ0.1及び1としたこと以外は、参考例71と同様の操作を繰り返し、それぞれ参考例72及び73のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表8に示す。
表8より、高分子化合物をセパレータに塗布した場合でも、スルホン構造を有する化合物である無水2−スルホ安息香酸の添加量が増加すると、高温保存時の電池厚みの変化が僅かに減少する一方、この化合物の添加量が減少すると、厚み変化が増加する傾向が認められるが、いずれの場合も、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が比較例15の電池よりも減少していることが分かる。
(実施例74)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として亜リン酸を0.3の混合比で添加し、その分ジエチルカーボネートを減量したこと以外は、上記参考例71と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。次いで、上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表8に示す。
このように、上記無水2−スルホ安息香酸と、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物を併用することによって、比較例15はもとより、上記参考例71と較べても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が減少していることが分かる。
(実施例75)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてリン酸ジフェニルを0.7の混合比で添加したこと以外は、上記実施例74と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表8に示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類を変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例15及び参考例71よりも減少していることが分かる。
(実施例76)
非水電解質組成物中に、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物として、亜リン酸に替えてフェニルホスフィン酸を0.5の混合比で添加したこと以外は、上記実施例74と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化を同様に測定し、得られた結果を表8に併せて示す。
このように、プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物の種類をさらに変えた場合においても、90℃で4時間保存した時の電池厚みの変化が比較例15及び参考例71よりも減少していることが分かる。
(比較例15)
スルホン構造を有する化合物を何ら添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量した以外は、参考例71と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に高温保存時の電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表8に示す。
表8から明らかなように、スルホン構造を有する化合物を添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記参考例71〜73および実施例74〜76よりも増大していることが分かる。
(比較例16)
スルホン構造を有する化合物も、リン酸エステルも添加することなく、その分ジエチルカーボネートを増量したこと以外は、参考例71と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に電池厚みの変化を測定し、得られた結果を表8に示す。
このように、リン酸エステルを添加しないと、90℃−4時間保存後の電池厚みの変化が上記比較例15よりも減少することが分かる。
Figure 0005098280
以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記の実施形態では、正極21及び負極22を積層して巻回した電池素子20を備える場合について説明したが、1対の正極と負極とを積層した平板状の電池素子、又は複数の正極と負極とを積層した積層型の電池素子を備える場合についても、本発明を適用することができる。
また、上記の実施形態では、フィルム状の外装部材30を用いる場合について説明したが、外装部材に缶を用いたいわゆる円筒型、角型、コイン型、ボタン型などの他の形状を有する電池についても同様に本発明を適用することができる。更に、二次電池に限らず一次電池についても適用可能である。
さらに、本発明は、上述の如く、電極反応物質としてリチウムを用いる電池に関するものであるが、本発明の技術的思想は、ナトリウム(Na)若しくはカリウム(K)などの他のアルカリ金属、マグネシウム(Mg)若しくはカルシウム(Ca)などのアルカリ土類金属、又はアルミニウムなどの他の軽金属を用いる場合についても適用することが可能である。
本発明の非水電解質二次電池の一実施形態であって、ラミネート型電池の一例を示す分解斜視図である。 図1に示した電池素子のI−I線に沿った断面図である。
符号の説明
11…正極端子、12…負極端子、20…電池素子、21…正極、21A…正極集電体、21B…正極活物質層、22…負極、22A…負極集電体、22B…負極活物質層、23…非水電解質組成物層、24…セパレータ、25…保護テープ、30…外装部材、31…密着フィルム。

Claims (9)

  1. 電解質塩と、
    非水溶媒と、
    リン酸エステルと、
    スルホン構造を有する化合物と、
    プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物と、
    を含有し、
    上記リン酸エステルは、化学式(8)で表される化合物および化学式(9)で表される化合物の少なくとも1種であり、
    上記スルホン構造を有する化合物は、化学式(1)で表される化合物、無水2−スルホ安息香酸およびジビニルスルホンの少なくとも1種であり、
    上記プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物は、化学式(15)で表される化合物、化学式(16)で表される化合物および化学式(17)で表される化合物の少なくとも1種である非水電解質組成物。
    Figure 0005098280
    Figure 0005098280
    [(8)式及び(9)式中のR1〜R8は、アリール基、又はCn2n+1(nは自然数を示す。)を示す]
    Figure 0005098280
    [式中のR1はCn2nーmm、又はCn2nーm-2m(nは2〜5の自然数を示し、mは0≦m≦2nを満足する。)を示す]
    Figure 0005098280
    Figure 0005098280
    Figure 0005098280
    [(15)〜(17)式中におけるR1〜R6はCn2n+1(nは自然数を示す。)又はCm2m-7(mは自然数を示す。)を示す]
  2. 上記リン酸エステルは、リン酸トリフェニル、リン酸トリ−o−クレシル、リン酸トリ−m−クレシル、リン酸トリ−p−クレシル、リン酸トリメチルおよびリン酸トリフェニルの少なくとも1種であり、
    上記スルホン構造を有する化合物は、プロパンスルトン、プロペンスルトン、無水2−スルホ安息香酸およびジビニルスルホンの少なくとも1種であり、
    上記プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物は、亜リン酸、リン酸ジフェニルおよびフェニルホスフィン酸の少なくとも1種である請求項1に記載の非水電解質組成物。
  3. 上記リン化合物が亜リン酸であ請求項に記載の非水電解質組成物。
  4. 上記リン酸エステルが少なくとも1つのアリール基を有してい請求項1に記載の非水電解質組成物。
  5. 上記リン酸エステルがリン酸トリフェニルであると共に、スルホン構造を有する上記化合物が1、3−プロペンスルトン及び/又は無水2−スルホ安息香酸であ請求項1に記載の非水電解質組成物。
  6. 高分子化合物を更に含有す請求項1〜5のいずれか1つの項に記載の非水電解質組成物。
  7. 上記高分子化合物が、ポリビニルホルマール、ポリアクリル酸エステル及びポリフッ化ビニリデンから成る群より選ばれた少なくとも1種のものであ請求項に記載の非水電解質組成物。
  8. リチウムイオンを吸蔵及び放出できる材料を正極活物質又は負極活物質とする正極及び負極と、
    非水電解質組成物と、
    セパレータと、
    これらを収容する外装部材と、
    を備える非水電解質二次電池であって、
    上記非水電解質組成物が、電解質塩と、
    非水溶媒と、
    リン酸エステルと、
    スルホン構造を有する化合物と、
    プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物と、
    を含有し
    上記リン酸エステルは、化学式(8)で表される化合物および化学式(9)で表される化合物の少なくとも1種であり、
    上記スルホン構造を有する化合物は、化学式(1)で表される化合物、無水2−スルホ安息香酸およびジビニルスルホンの少なくとも1種であり、
    上記プロトンとして解離し得る水素を有するリン化合物は、化学式(15)で表される化合物、化学式(16)で表される化合物および化学式(17)で表される化合物の少なくとも1種である非水電解質二次電池。
    Figure 0005098280
    Figure 0005098280
    [(8)式及び(9)式中のR1〜R8は、アリール基、又はCn2n+1(nは自然数を示す。)を示す]
    Figure 0005098280
    [式中のR1はCn2nーmm、又はCn2nーm-2m(nは2〜5の自然数を示し、mは0≦m≦2nを満足する。)を示す]
    Figure 0005098280
    Figure 0005098280
    Figure 0005098280
    [(15)〜(17)式中におけるR1〜R6はCn2n+1(nは自然数を示す。)又はCm2m-7(mは自然数を示す。)を示す]
  9. 上記外装部材が、ラミネートフィルムから成るものであ請求項に記載の非水電解質二次電池。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101960662A (zh) 2008-02-29 2011-01-26 三菱化学株式会社 非水电解液及非水电解质电池
JP4992923B2 (ja) * 2009-02-27 2012-08-08 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
JP5506030B2 (ja) * 2009-12-09 2014-05-28 株式会社デンソー 電池用非水電解液及び該電解液を用いた非水電解液二次電池
CN103339783B (zh) 2011-03-04 2016-12-07 株式会社电装 电池用非水电解液及使用了该电解液的非水电解液二次电池
JP5809946B2 (ja) * 2011-11-30 2015-11-11 株式会社日立製作所 リチウム二次電池正極活物質用被覆材、リチウム二次電池正極活物質、リチウム二次電池、および、それらの製造方法
JP5842952B2 (ja) * 2014-04-25 2016-01-13 三菱化学株式会社 非水系電解液及び非水系電解液電池
WO2015194559A1 (ja) 2014-06-16 2015-12-23 日本電気株式会社 電解液及び二次電池
WO2016010090A1 (ja) 2014-07-18 2016-01-21 日本電気株式会社 電解液及びそれを用いた二次電池
CN105140561A (zh) * 2015-07-08 2015-12-09 深圳新宙邦科技股份有限公司 一种锂离子电池非水电解液及锂离子电池
JP6658079B2 (ja) * 2016-02-25 2020-03-04 三菱ケミカル株式会社 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池
CN114342144B (zh) * 2019-09-04 2024-04-30 株式会社村田制作所 二次电池用电解液及二次电池

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05190205A (ja) * 1992-01-09 1993-07-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム二次電池
CA2313027A1 (en) * 1997-12-02 1999-06-10 Sri International Fire-resistant gas generating battery electrolytes
JP2002280060A (ja) * 2001-03-15 2002-09-27 Mitsubishi Chemicals Corp 非水系電解液及びそれを用いたリチウム二次電池
JP4183412B2 (ja) * 2001-11-21 2008-11-19 日立マクセル株式会社 非水二次電池
US9209479B2 (en) * 2005-10-12 2015-12-08 Mitsui Chemicals, Inc. Nonaqueous electrolyte solution and lithium secondary battery using same
JP4972915B2 (ja) * 2005-11-22 2012-07-11 株式会社Gsユアサ 非水電解質電池

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