JP5260889B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5260889B2 JP5260889B2 JP2007132297A JP2007132297A JP5260889B2 JP 5260889 B2 JP5260889 B2 JP 5260889B2 JP 2007132297 A JP2007132297 A JP 2007132297A JP 2007132297 A JP2007132297 A JP 2007132297A JP 5260889 B2 JP5260889 B2 JP 5260889B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solvent
- separator
- secondary battery
- battery
- electrolyte secondary
- 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 abstract description 75
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 75
- -1 cyclic carboxylate Chemical class 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims abstract description 35
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 claims abstract description 23
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 claims abstract description 19
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 44
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 38
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 29
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 29
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims description 27
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 23
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 23
- ZQBFAOFFOQMSGJ-UHFFFAOYSA-N hexafluorobenzene Chemical compound FC1=C(F)C(F)=C(F)C(F)=C1F ZQBFAOFFOQMSGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 12
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 11
- GKZFQPGIDVGTLZ-UHFFFAOYSA-N 4-(trifluoromethyl)-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC(F)(F)C1COC(=O)O1 GKZFQPGIDVGTLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- PYLWMHQQBFSUBP-UHFFFAOYSA-N monofluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC=C1 PYLWMHQQBFSUBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 4
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 38
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 38
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 36
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 35
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 26
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 22
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 21
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 20
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 19
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 16
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 13
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 10
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 10
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 10
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical class CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 9
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 9
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 9
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 9
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical group C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 8
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 150000001555 benzenes Chemical class 0.000 description 7
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 6
- 239000005023 polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) polymer Substances 0.000 description 6
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- GOYDNIKZWGIXJT-UHFFFAOYSA-N 1,2-difluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC=C1F GOYDNIKZWGIXJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002877 acrylic styrene acrylonitrile Polymers 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 4
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- YAAQEISEHDUIFO-UHFFFAOYSA-N C=CC#N.OC(=O)C=CC=CC1=CC=CC=C1 Chemical compound C=CC#N.OC(=O)C=CC=CC1=CC=CC=C1 YAAQEISEHDUIFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 3
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 3
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 3
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 3
- 150000001923 cyclic compounds Chemical group 0.000 description 3
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 3
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 3
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 3
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- GETTZEONDQJALK-UHFFFAOYSA-N (trifluoromethyl)benzene Chemical compound FC(F)(F)C1=CC=CC=C1 GETTZEONDQJALK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WACNXHCZHTVBJM-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,5-pentafluorobenzene Chemical compound FC1=CC(F)=C(F)C(F)=C1F WACNXHCZHTVBJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SOZFIIXUNAKEJP-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4-tetrafluorobenzene Chemical compound FC1=CC=C(F)C(F)=C1F SOZFIIXUNAKEJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AJKNNUJQFALRIK-UHFFFAOYSA-N 1,2,3-trifluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC(F)=C1F AJKNNUJQFALRIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MMZYCBHLNZVROM-UHFFFAOYSA-N 1-fluoro-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1F MMZYCBHLNZVROM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MMVQHUVQXVZMQU-UHFFFAOYSA-N 3-fluoro-5-methyloxolan-2-one Chemical compound CC1CC(F)C(=O)O1 MMVQHUVQXVZMQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSGGLAGTJDEIAN-UHFFFAOYSA-N 3-fluorooxolan-2-one Chemical compound FC1CCOC1=O QSGGLAGTJDEIAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VUZHZBFVQSUQDP-UHFFFAOYSA-N 4,4,5,5-tetrafluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1(F)OC(=O)OC1(F)F VUZHZBFVQSUQDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CRJXZTRTJWAKMU-UHFFFAOYSA-N 4,4,5-trifluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1OC(=O)OC1(F)F CRJXZTRTJWAKMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1OC(=O)OC1F DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 4-ethenyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound C=CC1COC(=O)O1 BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910014199 BM-720H Inorganic materials 0.000 description 2
- HBJICDATLIMQTJ-UHFFFAOYSA-N C(O)(O)=O.C(=C)C=CC=C Chemical compound C(O)(O)=O.C(=C)C=CC=C HBJICDATLIMQTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N Magnesium oxide Chemical compound [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N diphenyl Chemical compound C1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 ZUOUZKKEUPVFJK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 2
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 2
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009998 heat setting Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 239000006233 lamp black Substances 0.000 description 2
- 229940057995 liquid paraffin Drugs 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 2
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N nonane Chemical compound CCCCCCCCC BKIMMITUMNQMOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N tetrachloromethane Chemical compound ClC(Cl)(Cl)Cl VZGDMQKNWNREIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006234 thermal black Substances 0.000 description 2
- RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N trilithium borate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]B([O-])[O-] RIUWBIIVUYSTCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N undecane Chemical compound CCCCCCCCCCC RSJKGSCJYJTIGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FTQOCZCGLMBLBG-IOBHVTPZSA-N (Z)-18-[3-[(Z)-17-carboxyheptadec-9-enyl]naphthalen-2-yl]octadec-9-enoic acid Chemical compound C1=C(C(=CC2=CC=CC=C12)CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)O)CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)O FTQOCZCGLMBLBG-IOBHVTPZSA-N 0.000 description 1
- PFDSNPVUXAFCRI-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluorobutane-1-sulfonic acid trifluoromethanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F.OS(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F PFDSNPVUXAFCRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GEWWCWZGHNIUBW-UHFFFAOYSA-N 1-(4-nitrophenyl)propan-2-one Chemical compound CC(=O)CC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1 GEWWCWZGHNIUBW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XKGKLYUXFRFGKU-UHFFFAOYSA-N CC.F.F.F Chemical compound CC.F.F.F XKGKLYUXFRFGKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910018871 CoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000544 Gore-Tex Polymers 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OLHLQQFUUVTDAC-UHFFFAOYSA-N [Li].C(=O)(O)BCl Chemical compound [Li].C(=O)(O)BCl OLHLQQFUUVTDAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N benzene-1,4-diol;bis(4-fluorophenyl)methanone Chemical compound OC1=CC=C(O)C=C1.C1=CC(F)=CC=C1C(=O)C1=CC=C(F)C=C1 JUPQTSLXMOCDHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940092714 benzenesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 description 1
- 239000004305 biphenyl Substances 0.000 description 1
- IMHDGJOMLMDPJN-UHFFFAOYSA-N biphenyl-2,2'-diol Chemical compound OC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1O IMHDGJOMLMDPJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- GHXRKGHKMRZBJH-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical class OB(O)O.OB(O)O GHXRKGHKMRZBJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material 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
- YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N catechol Chemical compound OC1=CC=CC=C1O YCIMNLLNPGFGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000008280 chlorinated hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 1
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical group 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N cyclohexylbenzene Chemical compound [CH]1CCCC[C@@H]1C1=CC=CC=C1 HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 150000003606 tin compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
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
特許文献1では、短絡時または異常使用時における電池の安全性をさらに向上させるために、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などの多孔質フッ素樹脂膜と、ポリエチレン膜またはポリプロピレン膜とを重ねたセパレータを用いることが提案されている。特許文献1においては、セパレータが融点の高いフッ素樹脂膜を含むことにより、異常発熱時のセパレータの溶融を防ぐことができる。このため、電池の安全性をさらに向上させることができる。
特許文献3においては、フッ化ベンゼン類を非水電解質に添加することで、サイクル特性を向上させている。
非水溶媒は、含フッ素芳香族系溶媒および含フッ素環状炭酸エステルよりなる群から選択された少なくとも1種を含むことが好ましい。上記電子吸引性の置換基を含む材料は、フッ素原子を含むことが好ましい。また、前記材料は、ポリテトラフルオロエチレンであることが好ましい。セパレータは、無機フィラーをさらに含むことが好ましい。
電池のレート特性の低下の1つの原因は、正極活物質から、リチウム以外の金属原子がカチオンとして非水電解質に溶出し、その金属が負極上に析出することであると考えられる。本発明では、電池を高電圧かつ高温下で保存した場合でも、セパレータや非水溶媒の酸化分解を抑制することができる。よって、酸化分解時に生じる電子が正極活物質に含まれる(リチウム以外の)金属原子に移動して、その金属原子がカチオンとなって、非水電解質に溶解することを、抑制することができる。よって、電池を高電圧かつ高温下で保存した場合でも、電池のレート特性の低下を抑制することが可能となる。
本発明の非水電解質二次電池は、リチウムイオンを吸蔵および放出する活物質を含有する正極、リチウムイオンを吸蔵および放出する活物質を含有する負極、前記正極と前記負極との間に介在させたセパレータ、および非水電解質を具備する。セパレータは、電子吸引性の置換基を含む材料を含む。非水電解質は、非水溶媒およびそれに溶解した溶質を含む。非水溶媒は、含フッ素芳香族系溶媒、含フッ素環状炭酸エステル、および含フッ素環状カルボン酸エステルよりなる群から選択される少なくとも1種の第1溶媒を含む。
上記のような両方の効果によって、正極から金属カチオンが溶出するのを防止し、レート特性が低下するのを抑制することができる。
前記電子吸引性の置換基を含む材料としては、電子吸引性の置換基を含むポリマーが好ましく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリアリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合体、アクリロニトリル単位を含むポリマー等が挙げられる。
セパレータは、特に分子中に―Fや―CF3などのフッ素を含む置換基を有する材料を含むことが好ましい。フッ素原子は電子吸引性が高いため、セパレータの耐酸化性がより高くなり、酸化分解をより抑制できる。
例えば、電子吸引性の置換基を含むポリマーを、有機溶媒と混合し、ポリマーを溶融および混練し、押出成形し、その後、延伸、有機溶媒の除去、乾燥、熱セットを施すことにより、セパレータを得ることができる。
例えば、以下のような方法でセパレータを得ることができる。
まず、ポリマーと、そのポリマーの良溶媒とを混合して、ポリマーの溶液を調製する。
原料となるポリマーの溶液は、例えば、ポリマーを、所定の溶媒に、加熱溶解することにより調製することができる。なお、溶媒としては、ポリマーを十分に溶解できるものであれば特に限定されない。例えば、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、流動パラフィンなどの脂肪族または環式の炭化水素、またはこれらの炭化水素の沸点と同程度の沸点を有する鉱油留分などが挙げられる。押出成形後に得られるゲル状成形物の安定性を向上させるためには、流動パラフィンのような不揮発性の溶媒を用いることが好ましい。
次に、この溶融状態のポリマーに、所定の溶媒を供給する。このようにして、溶融したポリマーを含む溶液を得ることができる。
含フッ素芳香族系溶媒としては、例えば、フルオロベンゼン、1,2−ジフルオロベンゼン、1,2,3−トリフルオロベンゼン、1,2,3,4−テトラフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、2−フルオロトルエン、およびα,α,α−トリフルオロトルエンが挙げられる。なかでも、フルオロベンゼンおよびヘキサフルオロベンゼンが好ましい。
第2溶媒の量は、非水溶媒の90体積%以下であることが好ましく、60体積%以下であることがさらに好ましい。
なかでも、電子吸引性の置換基を含む材料および無機フィラーを含むセパレータと、含フッ素芳香族系溶媒および含フッ素炭酸エステルよりなる群から選択される少なくとも1種の非水溶媒を含む非水電解質との組合せがさらに好ましい。電子吸引性の置換基を含む材料および無機フィラーを含むセパレータと、フルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、フルオロエチレンカーボネート、およびトリフルオロプロピレンカーボネートよりなる群から選択される少なくとも1種の非水溶媒を含む非水電解質との組合せが特に好ましい。
正極活物質としては、例えば、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoyNi1-yO2、LixCoyM1-yOz、LixNi1-yMyOz、LixMn2O4、およびLixMn2-yMyO4(Mは、Na、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、およびBよりなる群から選択される少なくとも一種であり、x=0〜1.2、y=0〜0.9、z=2.0〜2.3)を用いることができる。これらは、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、リチウムのモル比を示すx値は、活物質作製直後の値であり、充放電により増減する。
負極活物質には、例えば、天然黒鉛(鱗片状黒鉛など)、人造黒鉛などの黒鉛類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック類、炭素繊維、金属繊維、合金、リチウム金属、錫化合物、珪化物、および窒化物を用いることができる。
この充電器においては、本発明の非水電解質二次電池30と電流検出部31とが直列に接続されている。電池30と電流検出部31とが直列に接続された回路に、電圧検出部32が並列に接続されている。
さらに、この充電器は、電池30を充電するための入力端子36aおよび36bを備え、機器に接続される出力端子37aおよび37bを備える。また、この充電器は、電池30に直列に接続された切換スイッチ35を備える。スイッチ35は、充電時には、充電制御部33側に切り換えられ、放電時には、放電制御部34側に切り換えられる。
質の膨張が大きくなる。このため、非水電解質が電極内部に入り込み易くなり、正極と非水電解質との接触性が向上する。よって、電極における局所的な電圧上昇が抑えられて、電圧が平準化する。
充電終止電圧が4.3Vより低いと、正極活物質の膨張が小さいため、非水電解質が電極内部にあまり入り込めず、充電反応が、電極表面でより多く進行し、局所的な電圧上昇が生じる。このため、非水溶媒が酸化分解されて、正極活物質から金属カチオンが溶出することがある。充電終止電圧が4.6Vより高いと、局所的な電圧上昇は抑えられるが、電圧があまりにも高すぎるため、非水溶媒の酸化分解が起こり、正極活物質から金属カチオンが溶出することがある。
(電池1〜22)
(i)非水電解液の調製
表1に示される非水溶媒に、LiPF6を1.0mol/Lの濃度で溶解して、非水電解質1〜22を調製した。ここで、表1において、用いた第1溶媒の略号は、以下の通りである。
FB:フルオロベンゼン
DFB:1,2−ジフルオロベンゼン
TriFB:1,2,3−トリフルオロベンゼン
TeFB:1,2,3,4−テトラフルオロベンゼン
PFB:ペンタフルオロベンゼン
HFB:ヘキサフルオロベンゼン
FT:2−フルオロトルエン
TFT:α,α,α−トリフルオロトルエン
FEC:フルオロエチレンカーボネート
DFEC:ジフルオロエチレンカーボネート
TriFEC:トリフルオロエチレンカーボネート
TeFEC:テトラフルオロエチレンカーボネート
TFPC:トリフルオロプロピレンカーボネート
FGBL:α−フルオロ−γ−ブチロラクトン
DFGBL:α,α−ジフルオロ−γ−ブチロラクトン
FGVL:α−フルオロ−γ−バレロラクトン
DFGVL:α,α−ジフルオロ−γ−バレロラクトン
EC:エチレンカーボネート
EMC:エチルメチルカーボネート
DMC:ジメチルカーボネート
DEC:ジエチルカーボネート
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなるセパレータ(ゴアテックス社製のBSP0105565−3)を用いた。セパレータの厚さは54μmであり、その多孔度は61%であった。
コバルト酸リチウム粉末85重量部と、導電剤であるアセチレンブラック10重量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン樹脂5重量部とを混合した。この混合物を、脱水N−メチル−2−ピロリドンに分散させて、スラリー状の正極合剤を調製した。この正極合剤を、アルミニウム箔からなる正極集電体(厚さ:15μm)の両面に塗布し、乾燥し、圧延して、正極板(厚さ:160μm)を得た。
人造黒鉛粉末100重量部と、結着剤であるポリエチレン樹脂1重量部と、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース1重量部とを混合した。この混合物に、適量の水を加えて混練して、スラリー状の負極合剤を調製した。この負極合剤を、銅箔からなる負極集電体(厚さ:10μm)の両面に塗布し、乾燥し、圧延して、負極板(厚さ:160μm)を得た。
図1に示すような円筒型電池を組み立てた。
正極板11、負極板12、および正極板11と負極板12との間に配置されたセパレータ13を渦巻状に捲回して、極板群を作製した。極板群はニッケルメッキした鉄製電池ケース18内に収容した。アルミニウム製正極リード14の一端を正極板11に接続し、正極リード14の他端を、正極端子20に導通した封口板19の裏面に接続した。ニッケル製負極リード15の一端を負極板12に接続し、負極リード15の他端を、電池ケース18の底部に接続した。極板群の上部には上部絶縁板16を、下部には下部絶縁板17をそれぞれ設けた。上記のようにして調製した所定量の非水電解質1(図示せず)を、電池ケース18内に注液した。電池ケース18の開口端部を、ガスケット21を介して封口板19にかしめつけて、電池ケース18の開口部を密封して、電池1を完成した。電池1の設計容量は、1500mAhとした。なお、以下の実施例でも、電池の設計容量は、1500mAhとした。
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合溶媒(体積比1:4)に、1.0mol/Lの濃度でLiPF6を溶解させた非水電解質Aを用い、ポリエチレン(PE)からなるセパレータ(旭化成ケミカルズ(株)製のハイポア、厚さ20μm)を用いたこと以外は、電池1と同様にして、比較電池1を得た。
PEからなるセパレータ(旭化成ケミカルズ(株)製のハイポア、厚さ20μm)を用いたこと以外は、電池1と同様にして、比較電池2を得た。
PEからなるセパレータ(旭化成ケミカルズ(株)製のハイポア、厚さ20μm)を用いたこと以外は、電池9と同様にして、比較電池3を得た。
ECとEMCとの混合溶媒(体積比1:4)に、1.0mol/Lの濃度でLiPF6を溶解させた非水電解質Aを用いたこと以外は、電池1と同様にして、比較電池4を得た。
(a)保存後に負極上に析出した金属量の測定
以上のようにして製造した電池1〜22および比較電池1〜4を、4.3Vの定電圧で充電した。その充電後の電池を、85℃で72時間保存した。
その後、保存後の電池を分解して、負極板の中央部を2cm×2cmのサイズに切断し、得られた断片をエチルメチルカーボネートで3回洗浄した。
まず、各電池を、20℃で、1050mAの定電流で、電池電圧が4.3Vとなるまで充電し、この後、4.3Vの定電圧で、2時間30分間充電する、定電流・定電圧充電に供した。次に、充電後の電池を、放電電流値1500mA(1C)で、電池電圧が3.0Vに低下するまで放電し、保存前の放電容量を求めた。
保存後の電池を、20℃で、まず1Cの電流値で放電し、その後、0.2Cの電流値でさらに放電した。次いで、放電後の電池を上述のようにして、1050mAの定電流で、電池電圧が4.3Vとなるまで充電し、この後、4.3Vの定電圧で、2時間30分間充電した。この後、充電後の電池を、1Cの電流値で、電池電圧が3.0Vに低下するまで放電した。このときの放電容量を、保存後の回復容量とした。
保存前の放電容量に対する保存後の回復容量の割合を百分率値として求めた値を、保存後の容量回復率とした。結果を表1に示す。
なお、表1には、用いたセパレータの種類についても示す。
(電池23〜39)
表2に示されるような材料からなるセパレータを用いたこと以外は、電池9と同様にして、電池23〜39を作製した。
これらの電池を用いて、上記と同様にして、保存後に負極上に析出した金属量、および保存後の容量回復率を測定した。なお、表2には、電池9の結果も示す。
PCTFE:ポリクロロトリフルオロエチレン
PFA:テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体
FEP:テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体
PA:ポリアミド
PI:ポリイミド
PAI:ポリアミドイミド
PEI:ポリエーテルイミド
PAR:ポリアリレート
PSF:ポリスルホン
PES:ポリエーテルスルホン
PEEK:ポリエーテルエーテルケトン
PET:ポリエチレンテレフタレート
PBT:ポリブチレンテレフタレート
ASA:アクリロニトリル−スチレン−アクリレート共重合体
PAN含有絶縁層:アクリロニトリル単位を含むポリマー(PAN)とアルミナとからなる絶縁層
PVDF含有絶縁層:ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とアルミナとからなる絶縁層
PES含有絶縁層:ポリエーテルスルホン(PES)とアルミナとからなる絶縁層
各種ポリマーを、所定の有機溶媒に溶解し、ポリマーの溶液を調製した。この溶液を押出機のダイよりシート状に押し出した。次いで、押し出されたシートを、50℃/分の冷却速度で、90℃以下になるまで冷却して、ゲル状組成物を得た。
次に、ゲル状成形物を、所定の倍率で、二軸延伸し、成形物を得た。次いで、得られた成形物は、残留溶媒が、成形物の1重量%未満となるまで洗浄剤で洗浄した。洗浄剤は、用いた溶媒の種類により、適宜変更した。この後、成形物を乾燥して、洗浄剤を除去した。
最後に、乾燥後の成形物に、100℃以上の温度で熱セットを行い、セパレータを得た。
これらのセパレータの厚さは54μmであり、多孔度は61%であった。
なかでも、アクリロニトリル単位を含むポリマーと無機フィラーとからなる絶縁層を備える電池37の保存特性が特に優れていた。これは、アクリロニトリル単位を含むポリマーが絶縁層に含まれる場合、絶縁層における前記ポリマーと無機フィラーポリマーの分散性が優れるため、セパレータの還元分解を抑制する効果が高まったからであると考えられる。
(電池40〜43)
セパレータと負極との間に、ポリエチレン(PE)からなる耐還元性の膜(旭化成ケミカルズ(株)製のハイポア、厚さ20μm)を配置したこと以外は、電池9および電池37と同様にして、電池40および42を作製した。また、セパレータと負極との間に、ポリプロピレン(PP)からなる耐還元性の膜(セルガード(株)製のCelgard2400、厚さ25μm)を配置したこと以外は、電池9および37と同様にして、電池41および43を作製した。
これらの電池について、上記と同様にして、保存後に負極上に析出した金属量および保存後の容量回復率を測定した。結果を表3に示す。なお、表3には、電池9および電池37の結果も示す。
(電池44)
負極上に耐還元性の層を設けた以外は、電池9と同様にして、電池44を作製した。
電池44について、上記と同様にして、保存後に負極上に析出した金属量および保存後の容量回復率を測定した。結果を表4に示す。なお、表4には、電池9の結果も示す。
メディアン径0.3μmのアルミナ970gと、ポリアクリロニトリル変性ゴム結着剤(日本ゼオン(株)製のBM−720H)を含むN−メチル−2−ピロリドン(NMP)溶液(固形分8重量%)375gと、適量のNMPとを、双腕式練合機にて、攪拌して、ペーストを調製した。このペーストを、負極の両方の負極活物質層の上に、塗布し、乾燥し、さらに、120℃真空減圧下、120℃で10時間乾燥して、耐還元性の層を形成した。各負極活物質層において、塗布したペーストの厚さは、5μmとした。
本実施例では、電池9を用い、上記と同様にして、保存後に負極上に析出した金属量と、容量回復率を測定した。これらの測定を行うときに、充電終止電圧を、4.2V、4.3V、4.4V、4.5V、4.6V、または4.7Vとした。結果を表5に示す。
(電池45)
正極活物質としてLi[Ni1/2Mn3/2]O4を用いた以外は、電池9と同様にして、電池45を作製した。
正極活物質としてLi[Ni1/2Mn3/2]O4を用いた以外は、比較電池1と同様にして、比較電池5を作製した。
正極活物質としてLi[Ni1/2Mn3/2]O4を用いた以外は、比較電池3と同様にして、比較電池6を作製した。
正極活物質としてLi[Ni1/2Mn3/2]O4を用いた以外は、比較電池4と同様にして、比較電池7を作製した。
結果を表6に示す。
12 負極板
13 セパレータ
14 正極リード
15 負極リード
16 上部絶縁板
17 下部絶縁板
18 電池ケース
19 封口板
20 正極端子
21 ガスケット
30 非水電解質二次電池
31 電流検出部
32 電圧検出部
33 充電制御部
34 放電制御部
35 切換スイッチ
36a、36b 入力端子
37a、37b 出力端子
Claims (10)
- リチウムイオンを吸蔵および放出する活物質を含有する正極、リチウムイオンを吸蔵および放出する活物質を含有する負極、前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータ、および非水電解質を具備し、
前記セパレータは、電子吸引性の置換基を含む材料を含み、
前記非水電解質が、非水溶媒および前記非水溶媒に溶解した溶質を含み、前記非水溶媒が、含フッ素芳香族系溶媒、含フッ素環状炭酸エステル、および含フッ素環状カルボン酸エステルよりなる群から選択される少なくとも1種の第1溶媒を含み、
前記第1溶媒の量が、前記非水溶媒の10体積%以上、50体積%以下である、非水電解質二次電池。 - 前記非水溶媒が、含フッ素芳香族系溶媒および含フッ素環状炭酸エステルよりなる群から選択された少なくとも1種を含む、請求項1記載の非水電解質二次電池。
- 前記電子吸引性の置換基を含む材料が、フッ素原子を含む、請求項1または2記載の非水電解質二次電池。
- 前記電子吸引性の置換基を含む材料が、ポリテトラフルオロエチレンである、請求項1または2記載の非水電解質二次電池。
- 前記セパレータが、無機フィラーをさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
- 前記第1溶媒が、フルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、フルオロエチレンカーボネート、およびトリフルオロプロピレンカーボネートよりなる群から選択される少なくとも1種である、請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
- 前記セパレータと前記負極との間に、耐還元性の膜または無機フィラーを含む耐還元性の層が設けられている、請求項1〜6のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
- 前記第1溶媒の量が、前記非水溶媒の20体積%以上、40体積%以下である、請求項1〜7のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
- 前記正極に含まれる活物質が、Li[Ni1/2Mn3/2]O4を含む、請求項1〜8のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の非水電解質二次電池と、前記非水電解質二次電池を充電する充電器を具備し、前記充電器における充電終止電圧が4.3〜4.6Vに設定されているシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007132297A JP5260889B2 (ja) | 2006-05-19 | 2007-05-18 | 非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006140011 | 2006-05-19 | ||
JP2006140011 | 2006-05-19 | ||
JP2007132297A JP5260889B2 (ja) | 2006-05-19 | 2007-05-18 | 非水電解質二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007335406A JP2007335406A (ja) | 2007-12-27 |
JP5260889B2 true JP5260889B2 (ja) | 2013-08-14 |
Family
ID=38934640
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007132297A Expired - Fee Related JP5260889B2 (ja) | 2006-05-19 | 2007-05-18 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5260889B2 (ja) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008103311A (ja) | 2006-09-22 | 2008-05-01 | Sony Corp | 電池 |
JP4715848B2 (ja) * | 2008-01-09 | 2011-07-06 | ソニー株式会社 | 電池 |
JP5309704B2 (ja) * | 2008-01-29 | 2013-10-09 | ダイキン工業株式会社 | リチウム二次電池の非水電解液用溶媒 |
JP5262266B2 (ja) * | 2008-04-22 | 2013-08-14 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質電池 |
WO2010013739A1 (ja) * | 2008-07-30 | 2010-02-04 | ダイキン工業株式会社 | リチウム二次電池の電解質塩溶解用溶媒 |
JP5532584B2 (ja) * | 2008-11-06 | 2014-06-25 | 三菱化学株式会社 | 非水系電解液及びそれを用いたリチウム二次電池 |
JP5962647B2 (ja) * | 2011-02-24 | 2016-08-03 | 日本電気株式会社 | 非水電解液二次電池用セパレータ及び非水電解液二次電池 |
KR101649130B1 (ko) * | 2011-10-20 | 2016-08-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지 |
CA2854223C (en) | 2011-11-17 | 2020-04-28 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Method for manufacturing a polymer electrolyte separator and polymer electrolyte separator there from |
WO2014020545A1 (en) * | 2012-07-30 | 2014-02-06 | Sabic Innovative Plastics Ip B.V. | High temperature melt integrity separator |
JP5725215B2 (ja) * | 2014-01-10 | 2015-05-27 | 三菱化学株式会社 | 非水系電解液及びそれを用いたリチウム二次電池 |
JP2015198052A (ja) * | 2014-04-02 | 2015-11-09 | 旭化成株式会社 | リチウムイオン二次電池の使用方法及びリチウムイオン二次電池 |
JP6572565B2 (ja) * | 2015-03-11 | 2019-09-11 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池の製造方法 |
JP2017021986A (ja) * | 2015-07-10 | 2017-01-26 | 日立マクセル株式会社 | 非水二次電池 |
JP7131923B2 (ja) * | 2018-02-20 | 2022-09-06 | 三星エスディアイ株式会社 | 非水電解質二次電池用電解液及び非水電解質二次電池 |
US11444328B2 (en) | 2018-02-20 | 2022-09-13 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Non-aqueous electrolyte for secondary battery, secondary battery having the same and method of manufacturing the same |
JP7331994B2 (ja) | 2019-08-07 | 2023-08-23 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池の製造方法 |
JP7092096B2 (ja) * | 2019-08-07 | 2022-06-28 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池の製造方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4292876B2 (ja) * | 2003-06-03 | 2009-07-08 | トヨタ自動車株式会社 | 蓄電素子用電解質および蓄電素子 |
JP5017764B2 (ja) * | 2003-08-06 | 2012-09-05 | 三菱化学株式会社 | 非水系電解液二次電池用セパレータ及びそれを用いた非水系電解液二次電池 |
JP2005071678A (ja) * | 2003-08-21 | 2005-03-17 | Sony Corp | 電池 |
JP5077864B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2012-11-21 | パナソニック株式会社 | リチウムイオン二次電池とその製造法 |
JP4296427B2 (ja) * | 2004-11-10 | 2009-07-15 | ソニー株式会社 | 負極および電池 |
-
2007
- 2007-05-18 JP JP2007132297A patent/JP5260889B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007335406A (ja) | 2007-12-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5260889B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
KR100816592B1 (ko) | 비수전해질 2차전지 | |
US8067119B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP5339766B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP5394610B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
US20160164138A1 (en) | Organic/inorganic composite electrolyte, electrode-electrolyte assembly and lithium secondary battery including the same, and manufacturing method of the electrode-electrolyte assembly | |
CN107078343A (zh) | 锂硫电池 | |
JP6281638B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
WO2005057690A1 (ja) | 非水系電解液二次電池 | |
JP2016042460A (ja) | リチウム二次電池用正極および負極、そしてこれらの製造方法 | |
JPWO2012032700A1 (ja) | 二次電池用非水電解質および非水電解質二次電池 | |
US11855259B2 (en) | Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same | |
KR101122339B1 (ko) | 비수 전해질 이차전지 | |
JP2009135076A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
CN113994512A (zh) | 锂二次电池及其制备方法 | |
WO2016021614A1 (ja) | リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池の不良判別方法 | |
JP2016139548A (ja) | リチウムイオン電池 | |
JP2016091927A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
WO2017022731A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2002033117A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2007335405A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2009176598A (ja) | 非水電解質二次電池およびその製造方法 | |
KR102295369B1 (ko) | 리튬전지 전해액용 첨가제 조성물, 이를 포함하는 유기전해액 및 리튬 전지 | |
JP2019133774A (ja) | 非水電解質及び非水電解質蓄電素子 | |
WO2016080456A1 (ja) | リチウムイオン電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20081107 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100422 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120906 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20121101 |
|
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: 20130404 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130426 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160502 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |