JP5472970B2 - Lithium ion secondary battery - Google Patents
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Description
本発明は、リチウムイオン二次電池に関するものである。 The present invention relates to a lithium ion secondary battery.
近年、民生用の携帯電話、ポータブル電子機器、携帯情報端末等の急速な小型軽量化・多様化に伴い、その電源である電池に対して、小型で軽量かつ高エネルギー密度で、さらに長期間繰り返し充放電が実現できる二次電池の開発が強く要求されている。 In recent years, with the rapid miniaturization and diversification of consumer mobile phones, portable electronic devices, personal digital assistants, etc., the batteries that are the power source are small, light, high energy density, and repeated for a long period of time. There is a strong demand for the development of secondary batteries that can be charged and discharged.
中でも、水溶液系電解液を使用する鉛電池やニッケルカドミウム電池と比較して、これらの要求を満たす二次電池として、リチウムイオン二次電池などが実用化され、活発な研究がおこなわれている。 Among them, compared to lead batteries and nickel cadmium batteries that use aqueous electrolytes, lithium ion secondary batteries have been put into practical use as secondary batteries that satisfy these requirements, and active research has been conducted.
このようなリチウムイオン二次電池は、例えばリチウムイオンを吸蔵・放出する正極活物質が集電体に保持されてなる正極板、リチウムイオンを吸蔵・放出する負極活物質が集電体に保持されてなる負極板、非プロトン性の有機溶媒にLiBF4やLiPF6などのリチウム塩が溶解された電解液を保持するとともに、正極板と負極板との間に介在して短絡を防止するセパレータから構成されている。 Such a lithium ion secondary battery includes, for example, a positive electrode plate in which a positive electrode active material that stores and releases lithium ions is held in a current collector, and a negative electrode active material that stores and releases lithium ions in a current collector. And a separator that holds an electrolytic solution in which a lithium salt such as LiBF 4 or LiPF 6 is dissolved in an aprotic organic solvent and that is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate to prevent a short circuit. It is configured.
リチウムイオン二次電池の電解質には、一般的に、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネートなどの高誘電率溶媒と、ジメチルカーボネートやジエチルカーボネートなどの低粘度溶媒との混合溶媒に、LiBF4やLiPF6などの支持塩を溶解させたものが使用されている。 The electrolyte of a lithium ion secondary battery is generally a mixed solvent of a high dielectric constant solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate and a low viscosity solvent such as dimethyl carbonate or diethyl carbonate, and LiBF 4 or LiPF 6 . A solution in which a supporting salt is dissolved is used.
リチウムイオン二次電池の正極活物質には、二硫化チタン、五酸化バナジウム、一般式LixMO2、LixM2O4、LixMPO4、LixMSiO4(ただし、Mは少なくとも一種以上の遷移金属を含む。)で表される種々の化合物が検討されている。 Examples of the positive electrode active material of the lithium ion secondary battery include titanium disulfide, vanadium pentoxide, general formulas Li x MO 2 , Li x M 2 O 4 , Li x MPO 4 , and Li x MSiO 4 (where M is at least one kind) Various compounds represented by the above-mentioned transition metals are being studied.
中でも、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物およびリチウムマンガン複合酸化物などは、4V(vs.Li/Li+)以上の、極めて貴な電位で充放電をおこなうため、正極活物質として用いることで、高い放電電圧を有するリチウムイオン二次電池を実現することができる。 Among them, lithium cobalt composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium manganese composite oxide, and the like are used as positive electrode active materials because they are charged and discharged at an extremely noble potential of 4 V (vs. Li / Li + ) or higher. Thus, a lithium ion secondary battery having a high discharge voltage can be realized.
リチウムイオン二次電池の負極活物質には、リチウムを含む合金をはじめとして、リチウムイオンの吸蔵・放出が可能な材料が研究されているが、中でも炭素材料を使用するとサイクル寿命の長いリチウムイオン二次電池が得られ、かつ安全性が高いという利点があり、現在は実用化にいたっている。 Materials that can occlude and release lithium ions, including lithium-containing alloys, have been studied as negative electrode active materials for lithium ion secondary batteries. Among these, lithium ion secondary batteries with a long cycle life are used when carbon materials are used. There is an advantage that a secondary battery can be obtained and safety is high, and it is now in practical use.
このようなリチウムイオン二次電池は、最近では常温環境下のみならず、幅広い温度領域の環境下で使用される電子機器に採用されることが多くなってきている。例えば、ノートパソコンにおいては中央演算装置の高速化に伴い、パソコン内部の温度が高くなり、電池が高温環境下で長時間使用されるようになった。また、携帯電話やポータブル機器も高温環境下で使用されることが多くなってきた。そのため、このような高温環境下で繰り返し使用するリチウムイオン二次電池のサイクル寿命の向上が強く要望されるようになっている。 Such a lithium ion secondary battery has recently been increasingly used not only in a room temperature environment but also in an electronic device used in a wide temperature range environment. For example, in notebook computers, as the central processing unit increases in speed, the temperature inside the computer increases, and the battery is used for a long time in a high temperature environment. Mobile phones and portable devices are also increasingly used in high temperature environments. Therefore, there is a strong demand for improving the cycle life of lithium ion secondary batteries that are repeatedly used in such a high temperature environment.
特許文献1においては、高いサイクル特性を維持しながら、高温保存時のガスの発生や容量低下が抑制された電池を提供可能な非水系電解液および、それを用いて作成された非水系電解液電池を提供することが記載されている。 In Patent Document 1, a non-aqueous electrolyte that can provide a battery in which generation of gas and storage capacity reduction during high-temperature storage is suppressed while maintaining high cycle characteristics, and a non-aqueous electrolyte prepared using the non-aqueous electrolyte Providing a battery is described.
特許文献1に関して、高温保存時のガスの発生や容量低下が抑制された電池は提供されているが、サイクル特性に関しては、信頼性向上のため、さらなる改善が望まれる。 With respect to Patent Document 1, a battery in which generation of gas and capacity reduction during high-temperature storage is suppressed is provided, but regarding cycle characteristics, further improvement is desired in order to improve reliability.
リチウムイオン二次電池においては、電解質の電気的・化学的安定性が不充分なため、高温環境下で長期間充放電を繰り返した場合において、条件によっては電解質の分解反応が進行することで電解質が消費され、容量維持率が低下する恐れがある。 In lithium ion secondary batteries, the electrical and chemical stability of the electrolyte is inadequate, so when charging and discharging are repeated for a long time in a high-temperature environment, the electrolyte decomposition reaction proceeds depending on the conditions. May be consumed and the capacity maintenance rate may decrease.
すなわち、本発明の技術的課題は、長期的な容量維持率が良好なリチウムイオン二次電池を提供することにある。 That is, the technical problem of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery with a good long-term capacity maintenance rate.
本発明のリチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを吸蔵・放出する物質からなる正極と、負極と、電解質とを有するリチウムイオン二次電池であって、電解質が化学式1で示される物質を含有することを特徴とする。
本発明のリチウムイオン二次電池は、前記化学式1が、1,1−エタンジオールジアセテートまたは1,2−プロパンジオールジアセテートであることを特徴とする。 The lithium ion secondary battery of the present invention is characterized in that the chemical formula 1 is 1,1-ethanediol diacetate or 1,2-propanediol diacetate.
本発明のリチウムイオン二次電池は、前記化学式1に示される物質が前記電解質中に0.0005質量%以上、4質量%以下を含むことを特徴とする。 The lithium ion secondary battery of the present invention is characterized in that the substance represented by Chemical Formula 1 contains 0.0005 mass% or more and 4 mass% or less in the electrolyte.
本発明のリチウムイオン二次電池は、前記化学式1に示される物質が前記負極に0.0008質量%以上、4.5質量%以下付着することを特徴とする。 The lithium ion secondary battery of the present invention is characterized in that the substance represented by Chemical Formula 1 adheres to the negative electrode in an amount of 0.0008% by mass to 4.5% by mass.
本発明のリチウムイオン二次電池において、電解質に含有させた化学式1で示される物質が、電子吸引性の高いアセチル基を2つと、メチル基をもつことで、負極活物質表面における電解質の還元反応を抑制するために電解質の溶媒の消費を防ぎ、長期的なサイクル寿命を改善することが確認された。 In the lithium ion secondary battery of the present invention, the substance represented by Chemical Formula 1 contained in the electrolyte has two electron-withdrawing acetyl groups and a methyl group, so that the electrolyte reduction reaction on the surface of the negative electrode active material In order to suppress this, it was confirmed that the consumption of the solvent of the electrolyte was prevented and the long-term cycle life was improved.
本発明により、長期的な容量維持率が良好なリチウムイオン二次電池を提供することが可能となった。 According to the present invention, it is possible to provide a lithium ion secondary battery with a good long-term capacity maintenance rate.
本発明の実施の形態を説明する。 An embodiment of the present invention will be described.
化学式1で示される物質は、電子吸引性の高いアセチル基を2つ持っているため、負極活物質表面における電解質の還元反応を抑制することができる。 Since the substance represented by Chemical Formula 1 has two acetyl groups with high electron-withdrawing properties, the reduction reaction of the electrolyte on the negative electrode active material surface can be suppressed.
また、化学式1で示される物質はアセチル基と同様電子吸引性の高いメチル基を有しており、電子吸引性の異なる2つの官能基を持つことで、それぞれが単独で存在する場合よりも効率的に電解質の還元反応を抑制することができる。尚、この効果はメチル基が化学式1のRの位置に存在することでより効果的に発現する。 In addition, the substance represented by Chemical Formula 1 has a methyl group having a high electron-withdrawing property like the acetyl group, and has two functional groups with different electron-withdrawing properties, so that each of them is more efficient than the case where each exists alone In particular, the reduction reaction of the electrolyte can be suppressed. This effect is more effectively manifested by the presence of a methyl group at the R position in Chemical Formula 1.
このように、化学式1で示される物質が負極に作用することで電解質溶媒の分解が抑制されるため、電解質に使用される溶媒の種類は限定されない。Rについては、アルキル基からなり、炭素数は2〜6であること、または、アルキレン基とメチル基の組合せからなり、アルキレン基とメチル基の合計炭素数は3〜6であること以外は、特に限定されない。 Thus, since the decomposition of the electrolyte solvent is suppressed by the substance represented by Chemical Formula 1 acting on the negative electrode, the type of the solvent used for the electrolyte is not limited. R is composed of an alkyl group and has 2 to 6 carbon atoms, or a combination of an alkylene group and a methyl group, except that the total carbon number of the alkylene group and the methyl group is 3 to 6, There is no particular limitation.
Rがアルキル基からなる場合には、Rは化学式2で示すことができる。ここでn=0〜4である。
Rがアルキレン基とメチル基の組合せからなる場合の一例として、Rは化学式3で示すことができる。なお、Rの合計炭素数は3〜6であり、メチル基は2つ以上あってもよい。
本発明によれば、電解質が化学式1で示される物質を含むことで、負極表面での電解質の分解が抑制され、電解質の溶媒の消費を防ぐことにより、長期的な容量維持率が良好なリチウムイオン二次電池を得ることができる。 According to the present invention, since the electrolyte contains the substance represented by Chemical Formula 1, the decomposition of the electrolyte on the negative electrode surface is suppressed, and the consumption of the solvent of the electrolyte is prevented. An ion secondary battery can be obtained.
また、本発明において、化学式1で示される物質としては、1,1−エタンジオールジアセテートまたは1,2−プロパンジオールジアセテートを使用することができる。これらの化合物は入手し易く、しかも取り扱いが極めて簡単である。 In the present invention, 1,1-ethanediol diacetate or 1,2-propanediol diacetate can be used as the substance represented by Chemical Formula 1. These compounds are readily available and very easy to handle.
本発明によれば、電解質が1,1−エタンジオールジアセテートまたは1,2−プロパンジオールジアセテートを含むことで、より効果的に電解質の溶媒の消費を防ぎ、長期的なサイクル寿命が特に良好なリチウムイオン二次電池を得ることができる。 According to the present invention, since the electrolyte contains 1,1-ethanediol diacetate or 1,2-propanediol diacetate, the consumption of the solvent of the electrolyte is more effectively prevented, and the long-term cycle life is particularly good. A lithium ion secondary battery can be obtained.
本発明において、電解質中に含まれる化学式1で示される物質の電解質中の割合としては、0.0005質量%以上、4質量%以下の範囲とし、好ましくは0.004質量%以上、3.6質量%以下、特に好ましくは0.06質量%以上、2.3質量%以下、更に好ましくは0.8質量%以上、1.3質量%以下の範囲である。 In the present invention, the ratio of the substance represented by Chemical Formula 1 contained in the electrolyte in the electrolyte is in the range of 0.0005% by mass to 4% by mass, preferably 0.004% by mass to 3.6%. It is in the range of not more than mass%, particularly preferably not less than 0.06 mass% and not more than 2.3 mass%, more preferably not less than 0.8 mass% and not more than 1.3 mass%.
化学式1で示される物質の含有量が0.0005質量%よりも少ないと、負極での電解液溶媒の分解を抑制する効果に乏しく、また化学式1で示される物質の含有量が4質量%よりも多くなると、電池の内部抵抗の増加や容量保持率の低下などの、放電特性が悪化してしまう恐れがあるからである。 If the content of the substance represented by Chemical Formula 1 is less than 0.0005% by mass, the effect of suppressing the decomposition of the electrolyte solvent in the negative electrode is poor, and the content of the substance represented by Chemical Formula 1 is less than 4% by mass. This is because there is a risk that the discharge characteristics will deteriorate such as an increase in the internal resistance of the battery and a decrease in the capacity retention rate.
更に、本発明において、化学式1で示される物質は負極に0.0008質量%以上、4.5質量%以下付着することが好ましい。 Furthermore, in the present invention, the substance represented by Chemical Formula 1 is preferably attached to the negative electrode in an amount of 0.0008% by mass to 4.5% by mass.
化学式1で示される物質の負極の付着量が0.0008質量%より少ないと、負極での電解液溶媒の分解を抑制する効果に乏しく、また化学式1で示される物質の負極の付着量が4.5質量%よりも多くなると、電池の内部抵抗の増加や容量保持率の低下などの、放電特性が悪化してしまう恐れがあるからである。 When the adhesion amount of the negative electrode of the substance represented by the chemical formula 1 is less than 0.0008% by mass, the effect of suppressing the decomposition of the electrolyte solvent in the negative electrode is poor, and the negative electrode adhesion amount of the substance represented by the chemical formula 1 is 4 This is because if it exceeds 0.5 mass%, the discharge characteristics such as an increase in the internal resistance of the battery and a decrease in the capacity retention rate may be deteriorated.
本発明のリチウムイオン二次電池の正極活物質としては、LixMO2、LiyM2O4(ただし、Mは少なくとも一種の遷移金属を含む。0≦x≦1、0≦y≦2)で表わされる複合酸化物、トンネル構造または層状構造の金属カルコゲン化物、金属酸化物および金属硫化物を単独でまたは二種以上を混合して用いることができる。その具体例としては、LiCoO2、LiCoxNi1−xO2、LiMnO2、LiMn2O4、LiFePO4、MnO2、TiO2、V2O5、FeS2、TiS2、Li1+xNiO2、LiNixMn2−xO4などが挙げられる。特に、放電電圧の高さから、遷移金属MとしてCo、Ni、Mnを使用することが好ましい。 As the positive electrode active material of the lithium ion secondary battery of the present invention, Li x MO 2 , Li y M 2 O 4 (where M includes at least one transition metal. 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 2 ), A metal chalcogenide having a tunnel structure or a layered structure, a metal oxide and a metal sulfide can be used alone or in admixture of two or more. Specific examples thereof include LiCoO 2 , LiCo x Ni 1-x O 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , MnO 2 , TiO 2 , V 2 O 5 , FeS 2 , TiS 2 , Li 1 + x NiO 2. , LiNi x Mn 2-x O 4 and the like. In particular, it is preferable to use Co, Ni, or Mn as the transition metal M because of the high discharge voltage.
本発明のリチウムイオン二次電池の負極活物質としては、コークス類、ガラス状炭素類、グラファイト類、難黒鉛化性炭素類、熱分解炭素類、炭素繊維、あるいはAl、Si、Pb、Sn、Zn、Cd、Sb等を主体とした活物質、またはこれらとリチウムとの合金、LiFe2O3、WO2、MoO2、SiO、SiO2、CuO、SnO、SnO2、Nb3O5、LixTi2−xO4(0≦x≦1)、PbO2、PbO5等の金属酸化物、SnSやFeS2等の金属硫化物、金属リチウム、リチウム合金、ポリアセン、ポリチオフェン、Li5(Li3N)、Li7MnN4、Li3FeN2、Li2.5Co0.5N、Li3CoN等の窒化リチウム等、またはこれらと炭素の複合体を単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。 Examples of the negative electrode active material of the lithium ion secondary battery of the present invention include cokes, glassy carbons, graphites, non-graphitizable carbons, pyrolytic carbons, carbon fibers, Al, Si, Pb, Sn, An active material mainly composed of Zn, Cd, Sb or the like, or an alloy of these and lithium, LiFe 2 O 3 , WO 2 , MoO 2 , SiO, SiO 2 , CuO, SnO, SnO 2 , Nb 3 O 5 , Li x Ti 2-x O 4 (0 ≦ x ≦ 1), metal oxides such as PbO 2 and PbO 5 , metal sulfides such as SnS and FeS 2 , metal lithium, lithium alloys, polyacene, polythiophene, Li 5 (Li 3 N), Li 7 MnN 4 , Li 3 FeN 2, Li 2.5 Co 0.5 N, Li 3 lithium nitride such as CoN, or or a single complex thereof with carbon It can be used as a mixture of at least species.
電解質の溶媒には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、2−メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、スルホラン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルテトラヒドロフラン、3−メチル−1,3−ジオキソラン、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、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、ジプロピルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルイソプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルアセテート、アセトニトリル等を単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。特に酸化・還元に対する安定性から環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合系が好ましい。 The electrolyte solvent includes ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, trifluoropropylene carbonate, γ-butyrolactone, 2-methyl-γ-butyrolactone, acetyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone, sulfolane, 1, 2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyltetrahydrofuran, 3-methyl-1,3-dioxolane, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, dimethyl carbonate, Diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl isopropyl carbonate, dibutyl carbonate, dimethyl Formamide, dimethyl acetamide, can be used singly or as a mixture of two or more of methyl acetate, acetonitrile. In particular, a mixed system of a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable from the viewpoint of stability to oxidation / reduction.
電解質はこれらの非水溶媒に支持塩を溶解して使用する。支持塩としてLiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiBF4、LiCF3SO3、LiCF3CF2SO3、LiCF3CF2CF2SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiPF3(CF3)3、LiCF3CO2、LiCl、LiBr、LiSCN等のリチウム塩を単独でまたは二種以上を混合して使用することができる。支持塩としては中でもLiPF6を用いるのが好ましい。 The electrolyte is used by dissolving the supporting salt in these nonaqueous solvents. LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CF 2 SO 3 , LiCF 3 CF 2 CF 2 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F) 5 SO 2 ) 2 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiCF 3 CO 2 , LiCl, LiBr, LiSCN, or other lithium salts can be used alone or in admixture of two or more. Among them, LiPF 6 is preferably used as the supporting salt.
また、このような液状の電解質の代わりにイオン伝導性ポリマー電解質と有機電解液とを組み合わせて使用することができる。イオン伝導性ポリマー電解質の具体例としては、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリビニリデンフルオライド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンアシパミド、ポリカプロラクタム、ポリウレタン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリイソプレンおよびこれらの誘導体を単独であるいは混合して用いることができる。 Further, instead of such a liquid electrolyte, an ion conductive polymer electrolyte and an organic electrolyte can be used in combination. Specific examples of the ion conductive polymer electrolyte include polyethers such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, Polymethyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyvinyl alcohol, polymethacrylonitrile, polyvinyl acetate, polyvinyl pyrrolidone, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polyhexamethylene aipamide, polycaprolactam, polyurethane, polyethyleneimine, polybutadiene, polystyrene, polyisoprene and these These derivatives can be used alone or in combination.
さらに、上記ポリマーを構成する各種モノマーを含むポリマーを用いてもよい。ポリマー電解質以外に、無機固体電解質あるいは有機ポリマー電解質と無機固体電解質との混合材料、もしくは有機バインダーによって結着された無機固体粉末などを使用することができる。 Furthermore, you may use the polymer containing the various monomers which comprise the said polymer. In addition to the polymer electrolyte, an inorganic solid electrolyte, a mixed material of an organic polymer electrolyte and an inorganic solid electrolyte, an inorganic solid powder bound by an organic binder, or the like can be used.
本発明のリチウムイオン二次電池はその構成として正極、負極およびセパレータと電解質との組み合わせからなっているが、セパレータとしては、織布、不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系、ポリイミド、多孔性ポリフッ化ビニリデン膜などの多孔性ポリマー膜やイオン伝導性ポリマー電解質膜を単独または組み合わせで使用することができる。 The lithium ion secondary battery of the present invention is composed of a combination of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte. The separator includes a woven fabric, a non-woven fabric, a polyolefin such as polyethylene and polypropylene, a polyimide, and a porous polypropylene. A porous polymer film such as a vinylidene fluoride film or an ion conductive polymer electrolyte film can be used alone or in combination.
さらに電池の形状としては円筒形、角形、コイン型、ボタン型、ラミネート型などの種々の形状にすることができる。電池ケースの材質としてはステンレス、ニッケルメッキを施した鉄、アルミニウム、チタンもしくはこれらの合金およびメッキ加工のものを使用することができる。ラミネート樹脂フィルムの材質としては、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン箔などを使用することができる。金属ラミネート樹脂フィルムの熱溶着部の材質としてはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性高分子材料であればどのような材質でもよい。また、金属ラミネート樹脂層や金属箔層はそれぞれ1層に限定されるものではなく2層以上であっても構わない。 Furthermore, the shape of the battery can be various shapes such as a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, a button shape, and a laminate shape. As the material of the battery case, stainless steel, nickel-plated iron, aluminum, titanium, or an alloy thereof and a plated material can be used. As the material of the laminate resin film, aluminum, aluminum alloy, titanium foil, or the like can be used. The material of the heat-welded portion of the metal laminate resin film may be any material as long as it is a thermoplastic polymer material such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate. Further, the metal laminate resin layer and the metal foil layer are not limited to one layer, and may be two or more layers.
以下に本発明の実施例を詳述する。 Examples of the present invention are described in detail below.
本発明を適用した実施例について説明するが、本実施例に限定されるものではなく、その主旨を超えない範囲において適宜変更して実施することが可能である。図1は、本発明のリチウムイオン二次電池の構成断面を示す模式図である。 An embodiment to which the present invention is applied will be described, but the present invention is not limited to this embodiment, and can be implemented with appropriate modifications within a range not exceeding the gist thereof. FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a lithium ion secondary battery of the present invention.
図1に示すように、アルミニウム箔等の金属からなる正極集電体11上のリチウムイオンを吸蔵、放出し得る正極活物質を含有する層12と、銅箔等の金属からなる負極集電体13上のリチウムイオンを吸蔵、放出する負極活物質を含有する層14とが、電解質16、およびこれを含む不織布、ポリオレフィン微多孔膜などからなるセパレータ15を介して対向して配置され構成されている。
As shown in FIG. 1, a
(実施例1〜8、17、18、参考例1〜10)
正極活物質としてLi(Li0.1Mn1.9)O4、とLiNi0.8Co0.15Al0.05O2を質量比で80:20に混合したものを用い、結着剤としてポリフッ化ビニリデン5質量%とを混合して正極合剤とし、N−メチル−2−ピロリドンに分散させることによりスラリーを調製した。このスラリーを厚さ20μmのアルミニウム製集電体の両面に、厚さが95μmになるように均一に塗布して、乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成形することにより正極を作製した。
(Examples 1-8, 17, 18, Reference Examples 1-10 )
A mixture of Li (Li 0.1 Mn 1.9 ) O 4 and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 in a mass ratio of 80:20 is used as the positive electrode active material, and 5% by mass of polyvinylidene fluoride is mixed as the binder. Thus, a positive electrode mixture was prepared and dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a slurry. The slurry was uniformly applied to both sides of an aluminum current collector having a thickness of 20 μm so as to have a thickness of 95 μm, dried, and then compression molded by a roll press to produce a positive electrode.
負極は、負極活物質として黒鉛90質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン10質量%とを混合して負極合剤とし、N−メチル−2−ピロリドンに分散させることによりスラリーを調製した。このスラリーを厚さ10μmの銅製集電体の両面に、厚さが80μmになるように均一に塗布して、乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成形することにより負極を作製した。 A negative electrode was prepared by mixing 90% by mass of graphite as a negative electrode active material and 10% by mass of polyvinylidene fluoride as a binder to form a negative electrode mixture and dispersing it in N-methyl-2-pyrrolidone. . This slurry was uniformly applied to both sides of a copper current collector having a thickness of 10 μm so as to have a thickness of 80 μm, dried, and then subjected to compression molding with a roll press to produce a negative electrode.
セパレータとしては、厚さ25μmの微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。また電解質には、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)を体積比30:70で混合し、リチウム塩としてLiPF6を1.0mol/l溶解した電解液を使用した。 As the separator, a microporous polyethylene film having a thickness of 25 μm was used. As the electrolyte, an electrolytic solution in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a volume ratio of 30:70 and LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / l as a lithium salt was used.
上記電解液に1,1−エタンジオールジアセテート(EDD)または1,2−プロパンジオールジアセテート(PDD)を、それぞれ含有量を変えて添加し、リチウムイオン二次電池を作製し、それぞれ実施例1〜8、17、18、参考例1〜10とした。 1,1-ethanediol diacetate (EDD) or 1,2-propanediol diacetate (PDD) was added to the above electrolytes with varying contents to produce lithium ion secondary batteries. It was set as 1-8, 17, 18, and Reference Examples 1-10 .
電池は正極と負極を、セパレータを介して積層し、ラミネート外装型リチウムイオン二次電池とした。作製した電池の放電容量は98mAhであった。 The battery was formed by laminating a positive electrode and a negative electrode via a separator to obtain a laminated exterior type lithium ion secondary battery. The discharge capacity of the produced battery was 98 mAh.
次にこれらの電池の充放電サイクル試験をおこなった。温度60℃において、充電条件を定電流定電圧方式で、充電終止電圧4.2V、充電電流98mA、全充電時間2.5時間とし、放電条件を定電流放電で、放電終止電圧3.0V、放電電流98mAとして、充放電を行なった。サイクル試験は、500サイクル行った。 Next, a charge / discharge cycle test of these batteries was performed. At a temperature of 60 ° C., the charging condition is a constant current constant voltage method, the charging end voltage is 4.2 V, the charging current is 98 mA, the total charging time is 2.5 hours, the discharging condition is constant current discharging, the discharge end voltage is 3.0 V, Charging / discharging was performed with a discharge current of 98 mA. The cycle test was performed 500 cycles.
更に、サイクル試験後の負極電極を、ガスクロマトグラフ質量分析計(GC−MS)を用いて分析し、負極に付着する1,1−エタンジオールジアセテートまたは1,2−プロパンジオールジアセテートの定量を行った。 Furthermore, the negative electrode after the cycle test was analyzed using a gas chromatograph mass spectrometer (GC-MS) to determine the amount of 1,1-ethanediol diacetate or 1,2-propanediol diacetate adhering to the negative electrode. went.
(比較例1〜4)
上記電解液に何も添加しない、または化学式1に該当しない1,2−エタンジオールアセテート(12EDD)を、含有量を変えて添加した以外は実施例1〜8、17、18、参考例1〜10と同様にしてリチウムイオン二次電池を作製し、それぞれ比較例1〜4とした。
(Comparative Examples 1-4)
Except that nothing was added to the above electrolyte solution, or 1,2-ethanediol acetate (12EDD) not corresponding to Chemical Formula 1 was added at different contents, Examples 1 to 8, 17, 18, Reference Examples 1 to 10 were prepared as Comparative Examples 1 to 4, respectively.
電池は正極と負極を、セパレータを介して積層し、ラミネート外装型リチウムイオン二次電池とした。作製した電池の放電容量は98mAhであった。 The battery was formed by laminating a positive electrode and a negative electrode via a separator to obtain a laminated exterior type lithium ion secondary battery. The discharge capacity of the produced battery was 98 mAh.
次にこれらの電池の充放電サイクル試験をおこなった。 Next, a charge / discharge cycle test of these batteries was performed.
更に、サイクル試験後の負極電極を、ガスクロマトグラフ質量分析計(GC−MS)を用いて分析し、負極に付着する1,1−エタンジオールジアセテート、1,2−プロパンジオールジアセテートまたは1,2−エタンジオールアセテートの定量を行った。 Furthermore, the negative electrode after the cycle test was analyzed using a gas chromatograph mass spectrometer (GC-MS), and 1,1-ethanediol diacetate, 1,2-propanediol diacetate or 1,1 attached to the negative electrode Quantification of 2-ethanediol acetate was performed.
表1に実施例1〜8、17、18、参考例1〜10および比較例1〜4における添加物と含有量に対する、500サイクル後容量維持率と負極への付着量を示す。 Table 1 shows the capacity retention after 500 cycles and the adhesion amount to the negative electrode with respect to the additives and contents in Examples 1 to 8, 17, 18, Reference Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4.
表1の「添加物」欄において、EDDは1,1−エタンジオールジアセテートを表し、PDDは1,2−プロパンジオールジアセテートを表し、12EDDは1,2−エタンジオールジアセテートを表す。また、「含有量」欄は、電解質の全質量に対する1,1−エタンジオールジアセテート、1,2−プロパンジオールジアセテートまたは1,2−エタンジオールジアセテートの質量比(%)とした。「500サイクル後容量維持率」欄は、500サイクル後の放電容量(mAh)の、10サイクル目の放電容量(mAh)に対する割合である。「負極への付着量」欄は、負極電極のうち集電体の質量を除いた電極部分の質量に対する1,1−エタンジオールジアセテート、1,2−プロパンジオールジアセテートまたは1,2−エタンジオールジアセテートの質量比(%)を表す。 In the “Additives” column of Table 1, EDD represents 1,1-ethanediol diacetate, PDD represents 1,2-propanediol diacetate, and 12EDD represents 1,2-ethanediol diacetate. The “content” column is the mass ratio (%) of 1,1-ethanediol diacetate, 1,2-propanediol diacetate or 1,2-ethanediol diacetate to the total mass of the electrolyte. The “capacity maintenance rate after 500 cycles” column is the ratio of the discharge capacity (mAh) after 500 cycles to the discharge capacity (mAh) at the 10th cycle. “Adhesion amount to negative electrode” column is 1,1-ethanediol diacetate, 1,2-propanediol diacetate or 1,2-ethane relative to the mass of the electrode portion excluding the mass of the current collector of the negative electrode. It represents the mass ratio (%) of diol diacetate.
表1より、電解質が化学式1で示されるEDDまたはPDDを含有することにより実施例1〜8、17、18、参考例1〜10は、これらを全く含まない非水電解液を使用した電池(比較例1)や化学式1に該当しない1,2−エタンジオールアセテート(12EDD)を添加した電池(比較例2〜4)と比べて容量維持率が改善していることが確認された。 From Table 1, Examples 1-8, 17, 18, and Reference Examples 1-10 by which the electrolyte contains EDD or PDD represented by Chemical Formula 1 are batteries using non-aqueous electrolytes that do not contain them at all ( It was confirmed that the capacity retention ratio was improved as compared with the batteries (Comparative Examples 2 to 4) to which Comparative Example 1) and 1,2-ethanediol acetate (12EDD) not corresponding to Chemical Formula 1 were added.
このうち電解液中の1,1−エタンジオールジアセテート(EDD)や1,2−プロパンジオールジアセテート(PDD)の含有量が、EDDやPDD以外の電解質質量に対し、0.0005質量%以上、4質量%以下である非水電解液を用いた電池(実施例1〜8、参考例1〜8)においては、これらを全く含まない非水電解液を使用した電池(比較例1)や化学式1に該当しない1,2−エタンジオールアセテート(12EDD)を添加した電池(比較例2〜4)と比較すると、サイクル試験後の容量維持率が、特に改善しており好ましいことが確認された。 Of these, the content of 1,1-ethanediol diacetate (EDD) or 1,2-propanediol diacetate (PDD) in the electrolytic solution is 0.0005% by mass or more with respect to the electrolyte mass other than EDD or PDD. In batteries ( Examples 1-8, Reference Examples 1-8 ) using a nonaqueous electrolyte solution of 4% by mass or less, a battery (Comparative Example 1) using a nonaqueous electrolyte solution that does not contain these at all When compared with a battery (Comparative Examples 2 to 4) to which 1,2-ethanediol acetate (12EDD) not corresponding to Chemical Formula 1 was added, it was confirmed that the capacity retention rate after the cycle test was particularly improved and preferable. .
EDDやPDDの含有量が0.0001質量%と少ない場合(実施例17、参考例9)であっても、比較例1〜4と比較して、サイクル試験後の容量保持率は改善しており、電解液中にEDDやPDD等を含有させた効果が見られた。 Even when the content of EDD and PDD is as low as 0.0001% by mass (Example 17, Reference Example 9 ), the capacity retention after the cycle test is improved as compared with Comparative Examples 1 to 4. In addition, the effect of including EDD, PDD and the like in the electrolytic solution was observed.
さらに、EDDやPDDの含有量が5質量%と多い場合(実施例18、参考例10)であっても、内部抵抗の増加などにより放電特性が悪化せず、比較例1〜4と比較して、サイクル試験後の容量保持率は改善しており、電解液中にEDDやPDD等を含有させた効果が見られた。 Furthermore, even when the content of EDD and PDD is as high as 5% by mass (Example 18, Reference Example 10 ), the discharge characteristics are not deteriorated due to an increase in internal resistance, etc. Compared with Comparative Examples 1 to 4. Thus, the capacity retention after the cycle test was improved, and the effect of including EDD, PDD and the like in the electrolytic solution was observed.
サイクル試験後の負極をGC−MSを用いて分析したところ、容量維持率が特に改善している実施例1〜8、参考例1〜8では、EDDやPDDが0.0008質量%以上、4.5質量%以下が検出された。これら負極中に存在するEDDやPDDが電解質の分解を抑制する働きをしたものと考えられる。 When the negative electrode after the cycle test was analyzed using GC-MS, in Examples 1 to 8 and Reference Examples 1 to 8 in which the capacity retention ratio was particularly improved, EDD and PDD were 0.0008 mass% or more, 4 Less than 5% by mass was detected. It is considered that EDD and PDD present in these negative electrodes acted to suppress the decomposition of the electrolyte.
電解質に1,2−エタンジオールジアセテートを含有させた場合(比較例2〜4)、サイクル試験後の負極をGC−MSを用いて分析したところ、1,2−エタンジオールジアセテートが0.02%以上、1.4%以下検出されたにもかかわらず、サイクル試験後の容量維持率は比較例1と同程度であった。1,2−エタンジオールジアセテートは化学式1と同様の構造をしているが、Rの位置にメチル基を持たないため、電解質の分解を抑制する効果に乏しく、EDDやPDDのように容量維持率が向上しなかったと考えられる。以上の結果から、化学式1で示されるような構造を持ち、さらにRの位置にメチル基を有することで、特に高い容量維持率改善の効果が得られたものと考えられる。 When 1,2-ethanediol diacetate was contained in the electrolyte (Comparative Examples 2 to 4), the negative electrode after the cycle test was analyzed using GC-MS. In spite of the detection of 02% or more and 1.4% or less, the capacity retention rate after the cycle test was similar to that of Comparative Example 1. 1,2-ethanediol diacetate has the same structure as Chemical Formula 1, but does not have a methyl group at the R position, so it has little effect of inhibiting the decomposition of the electrolyte, and maintains its capacity like EDD and PDD. It is thought that the rate did not improve. From the above results, it can be considered that a particularly high capacity retention improvement effect was obtained by having a structure represented by Chemical Formula 1 and further having a methyl group at the R position.
(実施例21〜28、37、38、参考例11〜20、比較例5)
正極活物質LiNi0.8Co0.15Al0.05O2を100%、負極活物質を表面処理黒鉛とした他は、それぞれ実施例1〜8、17、18、参考例1〜10、比較例1と同じ条件で電池を作製し、それぞれ実施例21〜28、37、38、参考例11〜20、比較例5とした。充放電サイクル試験を行い、サイクル試験後の負極をGC−MSを用いて負極中に存在するEDDまたはPDDの定量を行った。500サイクル後容量維持率と負極への付着量の結果を表2に示す。「負極への付着量」欄は、負極質量に対するEDDまたはPDDの質量比(%)を表す。
(Examples 21-28, 37, 38, Reference Examples 11-20 , Comparative Example 5)
The same conditions as in Examples 1-8, 17, 18, Reference Examples 1-10 , and Comparative Example 1 except that the positive electrode active material LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 was 100% and the negative electrode active material was surface-treated graphite. Thus, batteries were prepared as Examples 21 to 28, 37, and 38, Reference Examples 11 to 20, and Comparative Example 5, respectively. A charge / discharge cycle test was performed, and the negative electrode after the cycle test was quantified for EDD or PDD present in the negative electrode using GC-MS. Table 2 shows the results of the capacity retention rate after 500 cycles and the amount of adhesion to the negative electrode. The column “Amount of adhesion to negative electrode” represents the mass ratio (%) of EDD or PDD to the mass of the negative electrode.
表2より、正極活物質LiNi0.8Co0.15Al0.05O2を100%、負極活物質を表面処理黒鉛とした場合でも、電解質が化学式1で示されるEDDまたはPDDを含有することにより、これらを全く含まない非水電解液を使用した電池(比較例5)と比べて容量維持率が改善していることが確認され、本発明の効果が正極・負極活物質に依存しないことが確認された。 From Table 2, even when the positive electrode active material LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 is 100% and the negative electrode active material is surface-treated graphite, the electrolyte contains EDD or PDD represented by Chemical Formula 1. As a result, it was confirmed that the capacity retention rate was improved as compared with the battery using the non-aqueous electrolyte not containing these at all (Comparative Example 5), and the effect of the present invention did not depend on the positive electrode / negative electrode active material. It was confirmed.
このうち電解液中のEDDやPDDの含有量が、EDDやPDD以外の電解質質量に対し、0.0005質量%以上、4質量%以下である非水電解液を用いた電池(実施例21〜28、参考例11〜18)においては、これらを全く含まない非水電解液を使用した電池(比較例5)と比較して、サイクル試験後の容量維持率が特に改善していることが確認された。 Of these, a battery using a non-aqueous electrolyte in which the content of EDD or PDD in the electrolyte is 0.0005 mass% or more and 4 mass% or less with respect to the electrolyte mass other than EDD or PDD (Examples 21 to 21). 28, Reference Examples 11 to 18 ), it was confirmed that the capacity retention rate after the cycle test was particularly improved as compared with the battery (Comparative Example 5) using a non-aqueous electrolyte not containing any of them. It was done.
EDDやPDDの含有量が0.0001質量%と少ない場合(実施例37、参考例19)であっても、比較例5と比較して、サイクル試験後の容量保持率は改善しており、電解液中にEDDやPDD等を含有させた効果が見られた。 Even when the content of EDD or PDD is as low as 0.0001 mass% (Example 37, Reference Example 19 ), the capacity retention after the cycle test is improved as compared with Comparative Example 5. The effect of including EDD, PDD and the like in the electrolytic solution was observed.
さらに、EDDやPDDの含有量が5質量%と多い場合(実施例38、参考例20)であっても、内部抵抗の増加などにより放電特性が悪化せず、比較例5と比較して、サイクル試験後の容量保持率は改善しており、電解液中にEDDやPDD等を含有させた効果が見られた。 Furthermore, even when the content of EDD and PDD is as large as 5% by mass (Example 38, Reference Example 20 ), the discharge characteristics are not deteriorated due to an increase in internal resistance, etc. Compared to Comparative Example 5, The capacity retention after the cycle test was improved, and the effect of including EDD, PDD and the like in the electrolyte was observed.
サイクル試験後の負極をGC−MSを用いて分析したところ、容量維持率が特に改善している実施例21〜28、参考例11〜18では、EDDやPDDが0.0009質量%以上、4.49質量%以下が検出された。これら負極中に存在するEDDやPDDが電解質の分解を抑制する働きをしたものと考えられる。 When the negative electrode after the cycle test was analyzed using GC-MS, in Examples 21 to 28 and Reference Examples 11 to 18 in which the capacity retention ratio was particularly improved, EDD and PDD were 0.0009 mass% or more, 4 .49% by mass or less was detected. It is considered that EDD and PDD present in these negative electrodes acted to suppress the decomposition of the electrolyte.
(実施例41〜48、57、58、参考例21〜30、比較例6)
電解質であるプロピレンカーボネート(PC)とメチルアセテート(MA)を体積比40:60で混合し、リチウム塩としてLiPF6を1.0mol/l溶解した電解液を使用した以外は実施例1〜8、17、18、参考例1〜10、比較例1と同じ条件で電池を作製し、それぞれ実施例41〜48、57、58、参考例21〜30、比較例6とした。充放電サイクル試験を行い、サイクル試験後の負極をGC−MSを用いて負極中に存在するEDDまたはPDDの定量を行った。500サイクル後容量維持率と負極への付着量の結果を表3に示す。「負極への付着量」欄は、負極質量に対するEDDまたはPDDの質量比(%)を表す。
(Examples 41-48, 57, 58, Reference Examples 21-30 , Comparative Example 6)
Examples 1 to 8 except that propylene carbonate (PC) and methyl acetate (MA), which are electrolytes, were mixed at a volume ratio of 40:60, and an electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / l as a lithium salt was used . Batteries were produced under the same conditions as in Examples 17 and 18, Reference Examples 1 to 10 and Comparative Example 1, and Examples 41 to 48, 57 and 58, Reference Examples 21 to 30 and Comparative Example 6 were used, respectively. A charge / discharge cycle test was performed, and the negative electrode after the cycle test was quantified for EDD or PDD present in the negative electrode using GC-MS. Table 3 shows the results of the capacity retention rate after 500 cycles and the amount of adhesion to the negative electrode. The column “Amount of adhesion to negative electrode” represents the mass ratio (%) of EDD or PDD to the mass of the negative electrode.
表3より、電解質であるプロピレンカーボネート(PC)とメチルアセテート(MA)を体積比40:60で混合し、リチウム塩としてLiPF6を1.0mol/l溶解した電解液を使用した場合でも、電解質が化学式1で示されるEDDまたはPDDを含有することにより、これらを全く含まない非水電解液を使用した電池(比較例6)と比べて容量維持率が改善していることが確認され、本発明の効果が電解質の種類に依存しないことが確認された。 From Table 3, even when an electrolyte solution in which propylene carbonate (PC) and methyl acetate (MA), which are electrolytes, were mixed at a volume ratio of 40:60 and LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / l as a lithium salt was used, the electrolyte Is confirmed to contain an EDD or PDD represented by the chemical formula 1, and the capacity retention rate is improved as compared with a battery using a non-aqueous electrolyte containing no EDD or PDD (Comparative Example 6). It was confirmed that the effect of the invention does not depend on the type of electrolyte.
このうち電解液中のEDDやPDDの含有量が、EDDやPDD以外の電解質質量に対し、0.0005質量%以上、4質量%以下である非水電解液を用いた電池(実施例41〜48、参考例21〜28)においては、これらを全く含まない非水電解液を使用した電池(比較例6)と比較して、サイクル試験後の容量維持率が特に改善していることが確認された。 Of these, a battery using a non-aqueous electrolyte in which the content of EDD or PDD in the electrolyte is 0.0005 mass% or more and 4 mass% or less with respect to the electrolyte mass other than EDD or PDD (Examples 41 to 41). 48, Reference Examples 21 to 28 ), it was confirmed that the capacity retention rate after the cycle test was particularly improved as compared with the battery using the non-aqueous electrolyte not containing these (Comparative Example 6). It was done.
EDDやPDDの含有量が0.0001質量%と少ない場合(実施例57、参考例29)であっても、比較例6と比較して、サイクル試験後の容量保持率は改善しており、電解液中にEDDやPDD等を含有させた効果が見られた。 Even when the content of EDD or PDD is as small as 0.0001 mass% (Example 57, Reference Example 29 ), the capacity retention after the cycle test is improved as compared with Comparative Example 6. The effect of including EDD, PDD and the like in the electrolytic solution was observed.
さらに、EDDやPDDの含有量が5質量%と多い場合(実施例58、参考例30)であっても、内部抵抗の増加などにより放電特性が悪化せず、比較例6と比較して、サイクル試験後の容量保持率は改善しており、電解液中にEDDやPDD等を含有させた効果が見られた。 Furthermore, even when the content of EDD and PDD is as large as 5% by mass (Example 58, Reference Example 30 ), the discharge characteristics are not deteriorated due to an increase in internal resistance, etc. Compared with Comparative Example 6, The capacity retention after the cycle test was improved, and the effect of including EDD, PDD and the like in the electrolyte was observed.
サイクル試験後の負極をGC−MSを用いて分析したところ、容量維持率が特に改善している実施例41〜48、参考例21〜28では、EDDやPDDが0.001質量%以上、4.5質量%以下が検出された。これら負極中に存在するEDDやPDDが電解質の分解を抑制する働きをしたものと考えられる。 When the negative electrode after the cycle test was analyzed using GC-MS, in Examples 41 to 48 and Reference Examples 21 to 28 in which the capacity retention ratio was particularly improved, EDD and PDD were 0.001% by mass or more, 4 Less than 5% by mass was detected. It is considered that EDD and PDD present in these negative electrodes acted to suppress the decomposition of the electrolyte.
これよりリチウムイオン二次電池の電解質中に化学式1で示される物質を含むことで、容量維持率が改善していることが確認された。 From this, it was confirmed that the capacity retention rate was improved by including the substance represented by Chemical Formula 1 in the electrolyte of the lithium ion secondary battery.
またリチウムイオン二次電池の電解質中に化学式1で示される物質が0.005質量%以上、4質量%以下含むことで、容量維持率が特に改善していることが確認された。 Further, it was confirmed that the capacity retention rate was particularly improved by containing 0.005 mass% or more and 4 mass% or less of the substance represented by Chemical Formula 1 in the electrolyte of the lithium ion secondary battery.
さらに、リチウム二次電池の負極に、化学式1で示される物質が0.0008質量%以上、4.5質量%以下付着することで、容量維持率が特に改善していることが確認された。 Further, it was confirmed that the capacity retention rate was particularly improved by adhering the substance represented by Chemical Formula 1 to 0.0008 mass% or more and 4.5 mass% or less to the negative electrode of the lithium secondary battery.
実施例を総合的に考察すると、本発明により、長期的な容量維持率が良好なリチウムイオン二次電池を提供することが可能であることがわかった。 Considering the examples comprehensively, it was found that the present invention can provide a lithium ion secondary battery with a good long-term capacity retention rate.
以上、実施例を用いて、この発明の実施の形態を説明したが、この発明は、これらの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更があっても本発明に含まれる。すなわち、当業者であれば、当然なしえるであろう各種変形、修正もまた本発明に含まれる。
The embodiments of the present invention have been described above using the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and the present invention is not limited to the scope of the present invention. Included in the invention. That is, various changes and modifications that can be naturally made by those skilled in the art are also included in the present invention.
11 正極集電体
12 正極活物質を含有する層
13 負極集電体
14 負極活物質を含有する層
15 セパレータ
16 電解質
DESCRIPTION OF
Claims (3)
電解質が1,1−エタンジオールジアセテートを含有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。 A lithium ion secondary battery having a positive electrode made of a substance that absorbs and releases lithium ions, a negative electrode, and an electrolyte,
A lithium ion secondary battery, wherein the electrolyte contains 1,1-ethanediol diacetate .
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