JP5133913B2 - 非水電解液及びそれを用いたリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Description
エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとを体積比で1:1:1となるように混合してなる混合溶媒に、LiPF6を、1mol/Lの濃度となるように溶解せしめ、更に、オキサラトアニオンを錯体とするリチウム塩として、リチウムビス(オキサラト)ボレート(LiBOB)を1.0重量%の割合において、また、多価アルコールのアクリル酸/メタクリル酸エステルとしてのエチレングリコールジメタクリレートを、1.0重量%の割合となるように配合して、溶解・含有せしめ、実験例1に係る非水電解液を調製した。
正極活物質としてのLiNiO2を85重量%、導電材としてのアセチレンブラックを10重量%、そして結着材としてのポリフッ化ビニリデンを5重量%となるように混合し、更に分散剤としてのN−メチル−2−ピロリドンを適量添加して、スラリー状の正極材を得た。次いで、この正極材スラリーを、20μm厚のアルミニウム箔集電体の両面に均一に塗布し、加熱乾燥して、正極塗布シートを作製した。その後、かかる塗布シートをプレスし、所定サイズの矩形状に切出し、そして、電流取出し用のリードタブ溶接部となる部分の正極材を剥ぎ取って、シート状の正極電極とした。
上記で作製した実験例1〜10及び比較例1〜3のリチウムイオン二次電池を用いて、0.2mA/cm2で4.1Vまで定電流充電した後、0.2mA/cm2で3.0Vまで定電流放電を行なった。続いて、0.2mA/cm2で4.1Vまで充電した後、0.1mA/cm2で3.0Vまで定電流放電を行ない、このときの放電容量を初期放電容量:V0とした。なお、測定は、20℃の雰囲気下において行なった。
上記で得られた実験例1〜10及び比較例1〜3のリチウムイオン二次電池を用いて、それぞれ、雰囲気温度:60℃の高温槽に入れ、放電電流:2.0mA/cm2で4.1Vまでの定電流充電を行なった後、放電電流:2.0mA/cm2で3.0Vまでの定電流放電を行なうことからなる充放電操作を1サイクルとし、このサイクルを、合計500サイクル行なうことからなる高温サイクル特性試験を実施した。そして、かかる高温サイクル特性試験の後、雰囲気温度を20℃とし、0.2mA/cm2で4.1Vまで定電流充電した後、0.2mA/cm2で3.0Vまで定電流放電を行なった。続いて、0.2mA/cm2で4.1Vまで充電した後、0.1mA/cm2で3.0Vまで定電流放電を行ない、このときの放電容量を、サイクル後放電容量:Vcとした。
放電容量維持率:Vk(%)=(Vc/V0)×100 ……(1)
実験例1〜10及び比較例1〜3に係るリチウムイオン二次電池を用い、充放電のサイクルを繰り返した際の、電池抵抗増加率:Rinを求めた。電池抵抗は、20℃で、充電電流:0.2mA/cm2で3.7Vまで定電流定電圧充電を行なった後、放電電流:10mA/cm2で定電流放電を行ない、10秒後の電圧を測定して、電圧降下により求めた。この値を、20℃での電池抵抗:R20とした。また、20℃の電池抵抗増加率:Rinは、20℃において、上記高温サイクル特性試験の前に測定した電池抵抗:Rbと、上記高温サイクル特性試験の後に測定した電池抵抗:Raとを用い、次式(2)により求めた。
電池抵抗増加率:Rin(%)={(Ra−Rb)/Rb}×100 ……(2)
実験例1〜10及び比較例1〜3に係るリチウムイオン二次電池を用い、高温サイクル特性試験を行なう前の状態で、20℃において、初期抵抗特性:Rsを求めた。ここでは、初期抵抗特性:Rsは、LiBOB及び多価アルコールのアクリル酸若しくはメタクリル酸エステルを添加含有せしめていない、比較例1における初期電池抵抗:Rb1を基準(=100)とした相対値を、次式(3)を用いて求めた。
初期抵抗特性:Rs=(Rb/Rb1)×100 ……(3)
Claims (8)
- リチウムを含む電解質塩(但し、オキサラト錯体をアニオンとするリチウム塩を除く)を0.1mol/L〜3.0mol/Lの濃度で非水系溶媒に溶解せしめてなる、リチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液にして、オキサラト錯体をアニオンとするリチウム塩の0.2重量%以上5重量%以下と共に、多価アルコールのアクリル酸若しくはメタクリル酸エステルの0.01重量%以上を、更に含有していることを特徴とする非水電解液。
- 前記オキサラト錯体をアニオンとするリチウム塩が、リチウムビス(オキサラト)ボレートである請求項1に記載の非水電解液。
- 前記オキサラト錯体をアニオンとするリチウム塩と前記多価アルコールのアクリル酸若しくはメタクリル酸エステルの合計含有量が、3重量%以下である請求項1又は請求項2に記載の非水電解液。
- 前記多価アルコールのアクリル酸若しくはメタクリル酸エステルが、非水電解液中に、0.1重量%以上1重量%以下の割合において含有せしめられている請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の非水電解液。
- 前記多価アルコールのアクリル酸若しくはメタクリル酸エステルが、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,3−ブタンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート及びジエチレングリコールジメタクリレートからなる群より選択された少なくとも1種である請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載の非水電解液。
- 正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、それら正極及び負極の間に介在せしめられて、リチウムイオンを伝導する電解液とを備えたリチウムイオン二次電池において、該電解液として、請求項1乃至請求項5の何れか1項に記載の非水電解液が用いられていることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
- 請求項6に記載のリチウムイオン二次電池を備えてなる電子機器。
- 請求項6に記載のリチウムイオン二次電池を備えてなる輸送機器。
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