JP5375816B2 - 非水系電解液およびリチウム二次電池 - Google Patents
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Description
非水系リチウム二次電池に用いる電解液は、通常、主としてリチウム塩と非水溶媒とから構成されている。非水溶媒の主成分としては、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネートやエチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステルなどが用いられている。
例えば、非水溶媒として、非対称鎖状カーボネートと二重結合を有する環状カーボネートの混合物を用いると、二重結合を有する環状カーボネートが負極と優先的に反応して負極表面に良質の被膜を形成し、これにより非対称鎖状カーボネートに起因する負極表面上での不導体被膜の形成が抑制されるので、保存特性とサイクル特性が向上することが特許文献1に開示されている。
PF6の解離(LiPF6→Li++PF6 -→Li++F-+PF5)により生じるPF5が非
水溶媒であるカーボネートのC−O結合を切断し、カーボネートが分解(自己放電)するため、保存中に電池容量の低下が起きていたが、LiPF6とLiBF4を含有する電解液を用いた二次電池では、LiBF4から生成したアニオン(BF4 -)が、LiPF6から生成するPF6 -の分解を抑制し、非水電解液を安定化するため、保存中の電池容量の低下を抑えられることが特許文献2に開示されている。この特許文献2には、電解液の非水溶媒として、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの混合物が用いられることが記載されており、実施例では、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートの混合物が用いられている。
電池を高容量化する方法として、電極層の空隙をなるべく減少させるべく、電極の活物質層を加圧して電極層を高密度化したり、限られた電池体積の中にできるだけ多くの活物質を詰め込む設計が一般的となっている。しかし、電池を高容量化していくと新たな問題
点も生じてくる。例えば、電池内の空隙を減少させると、電解液の分解で少量のガスが発生しても電池内圧は顕著に上昇してしまう。
しかしながら、特許文献1の実施例に開示されている(1)エチレンカーボネート又はブチレンカーボネート、(2)メチルエチルカーボネート及び(3)ビニレンカーボネートからなる非水溶媒にLiPF6を溶解させた電解液を用いたリチウム二次電池では、サイクル
特性は改善されるものの、連続充電による容量低下の防止及び連続充電時のガス発生量の低減には、殆どの場合において効果がなかった。
すなわち、本発明の要旨は、リチウム塩とこれを溶解する非水溶媒とから主としてなる非水系電解液であって、リチウム塩として、LiPF6を0.2〜2モル/リットル、L
iBF4を0.001〜0.075モル/リットル含有し、かつ非水溶媒が、(1)エチ
レンカーボネート及び/又はプロピレンカーボネート、(2)鎖状カーボネート、及び(3)ビニレンカーボネートを主成分とし、リチウム塩を除く非水系電解液に占めるエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及び鎖状カーボネートの合計が80重量%以上であり、ビニレンカーボネートの割合が0.1〜8重量%であり、かつ、非水系電解液中の(1)エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの合計と、(2)鎖状カーボネートの容量比が10:90〜70:30であることを特徴とする非水系電解液に存する。
本発明に係る非水系電解液は、常用の非水系電解液と同じく、主としてリチウム塩およびこれを溶解する非水溶媒からなるが、その第一の特徴は、リチウム塩として、LiPF6とLiBF4を特定の濃度で含有する点にある。
以上であるのが好ましく、また、1.8モル/リットル以下、特に1.5モル/リットル以下であるのが好ましい。
iBF4の濃度が低すぎると連続充電時のガス発生や容量劣化を十分抑えるのが困難にな
る。高すぎると高温保存後の電池特性が低下する傾向にある。LiBF4の濃度は、0.
01モル/リットル以上、特に0.02モル/リットル以上であるのが好ましく、0.05モル/リットル以上とするのが最も好ましい。また、上限値としては0.25モル/リットル以下、特に0.18モル/リットル以下であるのが好ましい。
F4の以外のこの用途に用い得ることが知られているリチウム塩を含んでいてもよい。こ
れらのリチウム塩としてはLiClO4等の無機リチウム塩;LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiCF3SO3、LiC(CF3SO2)3、LiPF4(CF3)2、LiPF4(C2F5)2、LiPF4(CF3SO2)2、LiPF4(C2F5SO2)2、L
iBF2(CF3)2、LiBF2(C2F5)2、LiBF2(CF3SO2)2およびLiBF2(C2F5SO2)2等の含フッ素有機酸リチウム塩などが挙げられる。これらの濃度は、通常0.5モル/リットル以下であり、0.2モル/リットル以下が好ましい。
(1)エチレンカーボネート及び/又はプロピレンカーボネート
エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートは、それぞれを単独で用いても、両者を併用してもよいが、エチレンカーボネートを単独で用いるか又はこれとプロピレンカーボネートを併用するのが好ましい。
書において、非水溶媒の容量は25℃での値であるが、エチレンカーボネートの容量は融点での値である。
鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート等が挙げられる。なかでも炭素数5以下の鎖状カーボネートが好ましく、特に好ましいのは、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートである。これらの鎖状カーボネートは、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
リチウム塩を除く非水系電解液に占めるビニレンカーボネートの割合は、通常0.01重量%以上、好ましくは0.1重量%以上、特に好ましくは0.3重量%以上、最も好ましくは0.5重量%以上であり、8重量%以下、好ましくは5重量%以下、特に好ましくは3重量%以下である。ビニレンカーボネートは負極表面に被膜を形成して、サイクル特を向上させると考えられており、ビニレンカーボネートの割合が小さすぎると、十分にサイクル特性を向上させることができない。一方、割合が大きすぎると、高温保存時に、ガス発生により電池の内圧が上昇することがあるため、実用上好ましくない。
ト、鎖状カーボネート及びビニレンカーボネートの合計は、80重量%以上となるようにするのが好ましい。この合計が、90重量%、特に93重量%以上であると更に好ましい。
なお本発明に係る非水系電解液には、本発明の効果を妨げない範囲で、他の非水溶媒を含んでいてもよい。このような非水溶媒としては、例えば、ブチレンカーボネート等の炭素数5以上の環状カーボネート、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル;ジメトキシエタン、ジメトキシメタン等の鎖状エーテル;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステル;酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル等の鎖状カルボン酸エステルなどが挙げられる。これらは1種類を用いても、2種類以上を併用してもよい。非水系電解液がこれらの非水溶媒を含有する場合、リチウム塩を除く非水系電解液に占める割合は、通常20重量%以下である。
まず、ビニレンカーボネートは負極表面に安定な被膜を形成してサイクル特性を向上させる。しかし、ビニレンカーボネートは充電状態の正極材と反応しやすく、一定電圧で充電を継続する連続充電では、正極の活性が常に高い状態であるので、正極材との反応が進行し、正極活物質の劣化が促進されたり、ガスの発生量を増加させる恐れがある。更に、負極表面に形成された被膜成分は、その一部が電解液中に溶解し、溶解物が正極表面で反応して、正極活物質の劣化を促進したりガスを発生する原因となる。
ものは、負極表面でのビニレンカーボネート由来の被膜形成を阻害せず、逆にこの塩の一部が負極表面で還元されて、負極上に形成されたビニレンカーボネートとLiBF4由来
の複合被膜成分が、熱的に安定で、リチウムイオンの透過性に優れると共に、負極の被膜成分の溶解が抑制され、結果として電池内部の副反応が抑制されることにより、電極活物質の劣化が抑制され、良好な放電特性を達成できる。
このようにビニレンカーボネートとLiBF4との相互作用により、サイクル特性の向
上と連続充電後の放電特性の改善とを達成することができる。
ある場合に、本発明の効果が顕著になるので好ましい。
なお、本発明に係る非水系電解液には、必要に応じて他の成分、例えば従来公知の過充電防止剤、脱水剤、脱酸剤などの助剤を含有させてもよい。
族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソールおよび2,6−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物などが挙げられる。これらの中でもフッ素で置換されていない芳香族化合物が好ましい。これらは1種類を用いても、2種類以上併用して用いてもよい。2種以上併用する場合は、特に、ビフェ
ニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含まない芳香族化合物から選ばれるものと、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれるものとを併用するのが好ましい。非水系電解液が過充電防止剤を含有する場合、その濃度は、通常0.1〜5重量%である。非水系電解液に過充電防止剤を含有させることは、過充電による電池の破裂・発火を抑制することができ、電池の安全性が向上するので好ましい。
本発明に係るリチウム二次電池は、電解液以外は従来公知のリチウム二次電池と同様であり、通常、正極と負極とが、本発明に係る電解液が含浸されている多孔膜を介して、ケースに収納された構造を有している。したがって、本発明に係る二次電池の形状は任意であり、例えば、円筒型、角型、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。
炭素質材料のBET法による比表面積は、0.3m2/g以上であるのが好ましく、0
.5m2/g以上、特に0.7m2/g以上であれば更に好ましい。最も好ましいのは0.8m2/g以上である。上限は25.0m2/g以下が好ましく、20.0m2/g以下、
特に15.0m2/g以下であるのが更に好ましく、最も好ましいのは10.0m2/g以下である。
/IA)が、0.01〜0.7の範囲であるものが好ましい。また、1570〜1620
cm-1の範囲にあるピークの半値幅が、26cm-1以下、特に25cm-1以下であるものが好ましい。
般に黒鉛に代表される炭素材料に比較し、単位重量あたりの容量が大きいので、より高エネルギー密度が求められるリチウムイオン二次電池において好適である。
正極活物質としては、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物等のリチウム遷移金属複合酸化物や、これらの複合酸化物の遷移金属の一部を他の金属で置換した複合酸化物などのリチウムを吸蔵・放出可能な材料が挙げられる。これらの化合物は、LiXCoO2、LiXNiO2、LiXMnO2、LiXCo1-yMyO2、LiXNi1-yMyO2、LiXMn1-yMyO2等であり、ここでMはFe、Co、Ni、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、V、Sr、Tiから選ばれる少なくとも1種であり、0.4≦x≦1.2、0≦y≦0.6である。
活物質を結着する結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安定な材料であれば、任意のものを使用することができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等の不飽和結合を有するポリマー及びその共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体等のアクリル酸系ポリマー及びその共重合体などが挙げられる。
増粘剤としては、カルボキシルメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、ガゼイン等が挙げられる。
電極の製造は、常法によればよい。例えば、負極または正極活物質に、結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー化し、これを集電体に塗布、乾燥した後に、プレスすることによって形成することができる。
くは1.55g/cm3以上、特に好ましくは1.60g/cm3以上である。負極活物質層の密度が高いほど電池の容量が増加するので好ましい。また、正極物質層の乾燥、プレス後の密度は、通常3.0g/cm3以上である。正極活物質層の密度が低すぎると電池
の容量が不十分となる。
集電体としては各種のものが用いることができるが、通常は金属や合金が用いられる。負極の集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス等が挙げられ、好ましいのは銅である。また、正極の集電体としては、アルミニウム、チタン、タンタル等の金属またはその合金が挙げられ、好ましいのはアルミニウムまたはその合金である。
本発明に係る電池に使用する電池の外装体の材質も任意であり、ニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウムまたはその合金、ニッケル、チタン等が用いられる。
[負極(1)の製造]
X線回折における格子面(002面)のd値が0.336nm、結晶子サイズ(Lc)が、652nm、灰分が0.07重量%、レーザー回折・散乱法によるメジアン径が12μm、BET法比表面積が7.5m2/g、アルゴンイオンレーザー光を用いたラマンス
ペクトル分析において1570〜1620cm-1の範囲のピークPA(ピーク強度IA)および1300〜1400cm-1の範囲のピークPB(ピーク強度IB)の強度比R=IB/
IAが0.12、1570〜1620cm-1の範囲のピークの半値幅が19.9cm-1で
ある天然黒鉛粉末94重量部とポリフッ化ビニリデン(呉羽化学社製、商品名「KF−1000」)6重量部を混合し、N−メチル−2−ピロリドンを加えスラリー状にした。このスラリーを厚さ18μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥後、負極活物質層の密度が1.5g/cm3になるようにプレスして負極(1)を作製した。
厚さ12μmの銅箔を用い、銅箔の両面にスラリーを均一に塗布、乾燥後、負極活物質層の密度が1.55g/cm3になるようにプレスした他は、負極(1)と同様に行って
、負極(2)を作製した。
LiCoO285重量部、カーボンブラック6重量部及びポリフッ化ビニリデン9重量
部を混合し、N−メチル−2−ピロリドンを加えスラリー状し、これを厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、正極活物質層の密度が3.0g/cm3
になるようにプレスして正極(1)を作製した。
厚さ14μmのアルミニウム箔を用いた他は正極(1)と同様に行って、正極(2)を作製した。
[シート状リチウム二次電池の製造]
正極(1)、負極(1)、およびポリエチレン製のセパレーターを、負極、セパレーター、正極、セパレーター、負極の順に積層して電池要素を作製し、この電池要素を正極及び負極の端子が外部にでるようにして、アルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に収容した。次いで、これに、後述する電解液を注入したのち、真空封止を行い、シート状電池を作製した。
シート状電池を、電極間の密着性を高めるためにガラス板で挟んだ状態で、25℃において、0.2Cに相当する定電流で4.2Vまで充電した後、0.2Cに相当する定電流で3Vまで放電した。これを3サイクル行って電池を安定させ、4サイクル目は、0.5Cの定電流で4.2Vまで充電し、さらに4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を行った後、0.2Cの定電流で3Vまで放電し、初期放電容量を求めた。
ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
容量評価の終了した電池を、エタノール浴中に浸して体積を測定した後、ガラス板に挟
んだ状態で、60℃において、0.5Cの定電流で充電し、4.25Vに到達した後、定電圧充電に切り替え、1週間連続充電を行った。
電池を冷却させた後、エタノール浴中に浸して体積を測定し、連続充電前後の体積変化から発生したガス発生量を求めた。
発生ガス量の測定後、25℃において、0.2Cの定電流で3Vまで放電させて、連続充電試験後の残存容量を測定し、連続充電試験前の放電容量を100とした場合の連続充電後の残存容量を求めた。
連続充電後の残存容量の測定後、0.5Cの定電流で4.2Vまで充電し、さらに4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を行った後、0.2Cの定電流で3Vまで放電し、連続充電試験後の放電容量を求めた。
次に、0.5Cの定電流で4.2Vまで充電し、さらに4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を行った後、1Cの定電流で3Vまで放電させて高負荷放電容量を測定し、連続充電試験前の放電容量を100とした場合の連続充電後の高負荷放電容量を求めた。
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)98重量部にビニレンカーボネート2重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットル、LiBF4を0.15モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いてシート状電池を作製し、連続充電特性の評価を行った。結果を表1および表2に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)98重量部にビニレンカーボネート2重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0
モル/リットル、LiBF4を0.075モル/リットルの割合となるように溶解して電
解液とした。
得られた電解液を用いてシート状電池を作製し、連続充電特性の評価を行った。結果を表1および表2に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)98重量部にビニレンカーボネート2重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0
モル/リットル、LiBF4を0.025モル/リットルの割合となるように溶解して電
解液とした。
得られた電解液を用いてシート状電池を作製し、連続充電特性の評価を行った。結果を表1および表2に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)98重量部にビニレンカーボネート2重量部を加え、十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/
リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いてシート状電池を作製し、連続充電特性の評価を行った。結果を表1および表2に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)98重量部にビニレンカーボネート2重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0
モル/リットル、LiBF4を0.15モル/リットル、LiN(CF3SO2)2を0.02モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いてシート状電池を作製し、連続充電特性の評価を行った。結果を表1および表2に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)98重量部にビニレンカーボネート2重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0
モル/リットル、LiBF4を0.075モル/リットル、LiN(CF3SO2)2を0.02モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いてシート状電池を作製し、連続充電特性の評価を行った。結果を表1および表2に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)98重量部にビニレンカーボネート2重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0
モル/リットル、LiBF4を0.075モル/リットル、LiN(CF3SO2)2を0.01モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いてシート状電池を作製し、連続充電特性の評価を行った。結果を表1および表2に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)98重量部にビニレンカーボネート2重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0
モル/リットル、LiBF4を0.15モル/リットル、LiCF3SO3を0.02モル
/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いてシート状電池を作製し、連続充電特性の評価を行った。結果を表1および表2に示す。
正極(2)と負極(2)を、正極と負極が直接接触しないように、ポリエチレン製のセパレーターとともに重ねて巻き取り、最外周をテープで止めて、渦巻き状電極体とした。次いで、図1に示すように、渦巻き状電極体4の上下に絶縁リング7を設置し、これを円筒状に成形した負極端子を兼ねるステンレス製の電池ケース内に挿入した。その後、渦巻き状電極体4の負極と接続されている負極端子6を電池ケース1の内部に溶接するとともに、電極体の正極と接続されている正極端子5を、電池内部のガス圧が所定以上に上昇すると作動する電流遮断装置8の底部と溶接した。この電流遮断装置と防爆弁とを封口板2の底部に取り付けた。電池ケース1内に後述する電解液を注入した後、電池ケース1の開口部を、封口板とポリプロピレン製の絶縁ガスケット3により封止し、体積容量密度が133mAh/ccの円筒型電池を作製した。
円筒型電池を25℃において、0.2Cに相当する定電流で4.2Vまで充電した後、0.2Cに相当する定電流で3Vまで放電した。これを3サイクル行って電池を安定させ、4サイクル目は、0.5Cの定電流で4.2Vまで充電し、さらに4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を行った後、0.2Cの定電流で3Vまで放電し、初期放電容量を求めた。
容量評価の終了した円筒型電池を、60℃において、0.5Cの定電流で充電し4.2Vに到達した後、定電圧充電に切り替え、2週間連続充電を行った。
電池を冷却させた後、25℃において、0.2Cの定電流で3Vまで放電させて、連続充電試験後の残存容量を測定し、連続充電試験前の放電容量を100とした場合の連続充電後の残存容量を求めた。
容量評価の終了した円筒型電池を、25℃において、1Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電し、1Cの定電流で3Vまで放電をするサイクル試験を実施した。サイクル試験前の放電容量を100とした場合の100サイクル後の放電容量を求めた。
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)98重量部に、ビニレンカーボネート2重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/
リットルとLiBF4を0.05モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とし
た。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)に十分に乾燥したLiPF6を1.0モ
ル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)98重量部に、ビニレンカーボネート2重量部を加え、十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットルの割合となるように溶
解して電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
なお、この円筒型電池は、連続充電試験中に電池の内圧が上昇して電流遮断装置が作動したため、放電することはできなかった。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)97重量部に、ビニレンカーボネート2重量部とシクロヘキシルベンゼン1重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1
.0モル/リットルとLiBF4を0.05モル/リットルの割合となるように溶解して
電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)97重量部に、ビニレンカーボネート2重量部とシクロヘキシルベンゼン1重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1
.0モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
なお、この円筒型電池は、連続充電試験中に電池の内圧が上昇して電流遮断装置が作動したため、放電することはできなかった。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)99重量部に、ビニレンカーボネート1重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットルとLiBF4を0.05モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)99.5重量部に、ビニレンカーボネート0.5重量部を加え、次いで十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットルとLi
BF4を0.05モル/リットルの割合となるように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)99重量部に、ビニレンカーボネート1重量部を加え、十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットルの割合となるように溶
解して電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
なお、この円筒型電池は、連続充電試験中に電池の内圧が上昇して電流遮断装置が作動したため、放電することはできなかった。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)99.5重量部に、ビニレンカーボネート0.5重量部を加え、十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットルの割合となる
ように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
なお、この円筒型電池は、連続充電試験中に電池の内圧が上昇して電流遮断装置が作動したため、放電することはできなかった。
エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートの混合物(容量比2:4:2:2)99.9重量部に、ビニレンカーボネート0.1重量部を加え、十分に乾燥したLiPF6を1.0モル/リットルの割合となる
ように溶解して電解液とした。
得られた電解液を用いて、円筒型リチウム二次電池を作製し、連続充電後特性と、サイクル特性の評価を行った。結果を表3に示す。
また、表3から明かなように、本発明に係る電池は、連続充電した場合のガスの発生量が少なく、サイクル特性にも優れていることがわかる。
2 封口板
3 絶縁ガスケット
4 渦巻き状電極体
5 正極端子
6 負極端子
7 絶縁リング
8 電流遮断装置
Claims (6)
- リチウム塩とこれを溶解する非水溶媒とから主としてなる非水系電解液であって、リチウム塩として、LiPF6を0.2〜2モル/リットル、LiBF4を0.001〜0.075モル/リットル含有し、かつ非水溶媒が、(1)エチレンカーボネート及び/又はプロピレンカーボネート、(2)鎖状カーボネート、及び(3)ビニレンカーボネートを主成分とし、リチウム塩を除く非水系電解液に占めるエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート及び鎖状カーボネートの合計が80重量%以上であり、ビニレンカーボネートの割合が0.1〜8重量%であり、かつ、非水系電解液中の(1)エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの合計と、(2)鎖状カーボネートの容量比が10:90〜70:30であることを特徴とする非水系電解液。
- 鎖状カーボネートが、対称鎖状カーボネートおよび非対称鎖状カーボネートからなることを特徴とする請求項1に記載の非水系電解液。
- 鎖状カーボネートがジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート及びジエチルカーボネートから選ばれるものであることを特徴とする請求項1または2に記載の非水系電解液。
- 非水溶媒が、更に、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、及び、ジベンゾフランから選ばれる芳香族化合物を含有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の非水系電解液。
- リチウム塩として、更にLiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2及びLiCF3SO3から選ばれるものを0.001〜0.2モル/リットルの濃度で含有することを特
徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の非水系電解液。 - リチウムを吸蔵、放出することが可能な負極及び正極並びに請求項1ないし5のいずれかに記載の非水系電解液からなることを特徴とするリチウム二次電池。
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