JP5339869B2 - 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池 - Google Patents
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Description
〔正極の作製〕
正極活物質として、Al及びMgがそれぞれ1.0モル%固溶されており、かつZrが0.05モル%となるようにZrを含む化合物が表面に付着しているコバルト酸リチウムを作製した。具体的には所定のモル比になるように、Li2CO3、Co3O4、ZrO2、MgO、Al(OH)3を混合後、空気雰囲気中で熱処理し、粉砕することにより作製した。
負極活物質としての黒鉛と、結着剤としてのスチレンブタジエン(SBR)ゴムと、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(CMC)を、98:1:1の重量比となるように混合した後、水溶液中で混練して負極スラリーを作製した。作製した負極スラリーを、所定の塗布量となるように集電体としての銅箔の両面上に塗布し、乾燥後、所定の充填密度となるように圧延して負極を作製した。
溶媒として、4−フルオロエチレンカーボネート(FEC)とエチルメチルカーボネート(EMC)を、体積比で20:80となるように混合し、この混合溶媒にリチウム塩としてLiPF6を1モル/リットル、リチウムビスフルオロスルフォニルイミド(LiFSI)を0.1モル/リットルとなるように溶解させて、非水電解液を作製した。
作製した正極及び負極を、ポリエチレン製のセパレータを介して対向するように巻き取って巻き取り体を作製した。この巻き取り体を、ポリエチレンテレフタレート、アルミニウムなどを積層することにより作製したラミネート材からなる外装体内に挿入し、端部からそれぞれの電極タブが突き出るような状態とした。
充電終止電圧が4.4V(金属リチウム基準で正極電位4.5V程度)となるように正極容量及び負極容量の比率を調整して電池を作製する以外は、実施例1と同様にして、本発明電池T2を作製した。
溶媒として、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)を、体積比で20:80となるように混合し、この混合溶媒にリチウム塩としてLiPF6を1モル/リットルとなるように添加し、非水電解液を作製した。この非水電解液を用いる以外は、実施例1と同様にして、比較電池R1を作製した。
比較例1と同様にして、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)の混合溶媒を調製し、この混合溶媒に、LiPF6を1モル/リットル、リチウムビストリフルオロメチルスルフォニルイミド(LiTFSI)を0.1モル/リットルとなるように添加して、非水電解液を作製した。この非水電解液を用いる以外は、比較例1と同様にして、比較電池R2を作製した。
比較例1と同様にして、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)の混合溶媒を調製し、この混合溶媒に、LiPF6を1モル/リットル、リチウムビスフルオロスルフォニルイミド(LiFSI)を0.1モル/リットルとなるように添加して、非水電解液を作製した。この非水電解液を用いる以外は、比較例1と同様にして、比較電池R3を作製した。
混合溶媒として、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)の混合溶媒に代えて、4−フルオロエチレンカーボネート(FEC)とエチルメチルカーボネート(EMC)を体積比で20:80となるように混合した混合溶媒を用いる以外は、比較例1と同様にして比較電池R4を作製した。
比較例4で用いた混合溶媒を用い、この混合溶媒にLiPF6を1モル/リットル、リチウムビストリフルオロメチルスルフォニルイミド(LiTFSI)を0.1モル/リットルとなるように添加して調製した非水電解液を用いる以外は、比較例4と同様にして、比較電池R5を作製した。
充電終止電圧が4.4V(金属リチウム基準で正極電位4.5V程度)となるように正極容量及び負極容量の比率を調整した以外は、比較例3と同様にして、比較電池R6を作製した。
充電終止電圧が4.4V(金属リチウム基準で正極電位4.5V程度)となるように正極容量及び負極容量の比率を調整した以外は、比較例4と同様にして、比較電池R7を作製した。
本発明電池T1及び比較電池R1〜R5について、充電保存特性を評価した。まず25℃にて、定電流(1C)−定電圧(0.02C cut)で、電池電圧4.2Vまで充電し、定電流(1C)で電池電圧2.75Vまで放電することにより、保存前の放電容量D1を測定した。
測定結果を表1に示す。
本発明電池T2及び比較電池R6〜R7について充電保存特性を評価した。まず25℃にて、定電流(1C)−定電圧(0.02C cut)で、電池電圧4.4Vまで充電し、定電流(1C)で電池電圧2.75Vまで放電することにより、保存前の放電容量D1を測定した。
測定結果を表2に示す。
Claims (6)
- 正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、非水電解液とを備える非水電解液二次電池であって、
前記負極活物質が黒鉛を含み、
前記非水電解液が溶媒として4−フルオロエチレンカーボネートを含み、電解質として構造式(F−O 2 S−N−SO 2 −F)Liで表わされるリチウムビスフルオロスルフォニルイミドを含む、ことを特徴とする非水電解液二次電池。 - 前記4−フルオロエチレンカーボネートを、溶媒全体に対して5〜30体積%含むことを特徴とする請求項1に記載の非水電解液二次電池。
- 前記リチウムビスフルオロスルフォニルイミドが、非水電解液中に0.01〜0.5モル/リットル含有されていることを特徴とする請求項1または2に記載の非水電解液二次電池。
- 満充電時の前記正極の電位が、金属リチウム基準で4.25V以上であることを特徴とする請求項1〜3に記載の非水電解液二次電池。
- 満充電時の前記正極の電位が、金属リチウム基準で4.40V以上であることを特徴とする請求項1〜4に記載の非水電解液二次電池。
- Al及び/またはMgが固溶されており、かつ表面にZrを含む化合物が付着したコバルト酸リチウムを、前記正極活物質として用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液二次電池。
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