JP5909343B2 - リチウム二次電池用正極保護剤、リチウム二次電池用電解液、リチウム二次電池およびそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
(1)下記(式1)で示される重合性化合物および下記(式2)で示される重合性化合物が共重合して得られた重合体を含むリチウム二次電池用正極保護剤。
(2)上記において、重合体は、さらに、下記(式3)で示される重合性化合物が共重合して得られた重合体であるリチウム二次電池用正極保護剤。
(3)下記(式1)で示される重合性化合物および下記(式2)で示される重合性化合物を含むリチウム二次電池用正極保護剤。
(4)上記において、リチウム二次電池用正極保護剤は、さらに、下記(式3)で示される重合性化合物を含むリチウム二次電池用正極保護剤。
(5)上記において、重合体が(式4)で表される繰り返し単位からなる重合体であるリチウム二次電池用正極保護剤。
(6)上記において、Aは、フェニル基、シクロヘキシルベンジル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセン基およびテトラセン基のいずれかであるリチウム二次電池用正極保護剤。
(7)上記において、(式4)で表される繰り返し単位からなる重合体が(式5)で表される繰り返し単位からなる重合体であるリチウム二次電池用正極保護剤。
(8)上記において、(式4)で表される繰り返し単位からなる重合体が(式6)で表される繰り返し単位からなる重合体であるリチウム二次電池用正極保護剤。
(9)上記において、bは、3以上70以下であるリチウム二次電池用正極保護剤。
(10)上記のいずれかのリチウム二次電池用正極保護剤と、非水溶媒と、を含むリチウム二次電池用電解液。
(11)上記のいずれかのリチウム二次電池用正極保護剤と、正極、負極、および、セパレータと、を有するリチウムイオン電池であって、正極にリチウム二次電池用正極保護剤が存在するリチウム二次電池。
(12)上記において、正極は、正極活物質を含み、リチウム二次電池用正極保護剤中の芳香族化合物が電解重合して正極活物質に付着するリチウム二次電池。
(13)上記において、電池の形状が角型であるリチウム二次電池。
(14)下記(式4)で表される繰り返し単位からなる重合体を含むリチウム二次電池用正極保護剤の製造方法であって、下記(式1)で示される重合性化合物、下記(式2)で示される重合性化合物、および、下記(式3)で示される重合性化合物が共重合され、下記(式4)で表される繰り返し単位からなる重合体が得られる工程を備えるリチウム二次電池用正極保護剤の製造方法。
以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。本実施例の結果を表1にまとめた。
反応容器にモノマーを加え、重合開始剤を加えた。重合開始剤は、AIBNを用いた。重合開始剤の濃度はモノマーの総量に対し1wt%になるように加えた。その後、ヘキサンでポリマーを洗浄することで、ポリマーを精製した。
正極活物質、導電剤(SP270:日本黒鉛社製黒鉛)、バインダー(ポリフッ化ビニリデンKF1120:呉羽化学工業社)を85:10:10重量%の割合で混合し、N−メチル−2−ピロリドンに投入混合して、スラリー状の溶液を作製した。該スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔にドクターブレード法で塗布し、乾燥した。合剤塗布量は、200g/m2であった。その後、プレスし、10cm2の大きさに電極を裁断して正極を作製した。
グラファイトを90:10重量%の割合で混合し、N−メチル−2−ピロリドンに投入混合して、スラリー状の溶液を作製した。該スラリーを厚さ20μmの銅箔にドクターブレード法で塗布し、乾燥した。合剤かさ密度が1.0g/cm3になるようにプレスし、10cm2の大きさに電極を裁断して負極を作製した。
図1は、本実施例のラミネート型リチウムイオン電池を示す断面図である。図2に示すリチウムイオン電池は、正極1及び負極2がセパレータ3を挟み込み形で積層されたものを非水電解液とともに包装体4で密封した構造を有する。正極1は、正極集電体1a及び正極合剤層1bを含み、負極2は、負極集電体2a及び負極合剤層2bを含む。正極集電体1aは、正極端子5に接続してあり、負極集電体2aは、負極端子6に接続してある。
1.ラミネート電池の評価方法
1.1 ラミネート電池の初期容量
電池の充電は、予め設定した上限電圧まで電流密度0.1mA/cm2で充電した。放電は、予め設定した下限電圧まで、電流密度0.1mA/cm2で放電した。上限電圧は4.2V、下限電圧は2.5Vであった。1サイクル目に得られた放電容量を、電池の初期容量とした。
1.2 高温保存試験
ラミネート電池を、4.2Vに充電した。その後、85℃の恒温槽に入れて、24時間保存した。24時間保存した後、電池を取り出し、電池を室温まで冷却し、発生したガスをシリンジで捕集してガス量を計測した。
ラミネート電池と同様に角型電池を作製した。角型電池のサイズは、縦43mm、横34mm、厚さ4.6mmであった。
実施例1において、ポリマーAを加えずに正極を作製した。その後、その正極を用い、ラミネート型電池を作製した。
比較例1において、正極活物質をLiCoO2の代わりにLiMn2O4を用いること以外は、比較例1と同様に検討をした。
比較例1において、正極活物質をLiCoO2の代わりにLiNiO2を用いること以外は、比較例1と同様に検討をした。
Claims (12)
- 下記(式1)で示される重合性化合物および下記(式2)で示される重合性化合物が共重合して得られた重合体を含むリチウム二次電池用正極保護剤。
Z1は、重合性官能基である。
Xは、炭素数1〜20の炭化水素基またはオキシアルキレン基である。Xは、存在しても存在しなくても良く、Xが存在しない場合、ZはAに直接結合する。
Aは、芳香族官能基である。
(式2)において、
Z2は、重合性官能基である。
Yは、ホウ素を含む官能基である。 - 請求項1において、
前記重合体は、さらに、下記(式3)で示される重合性化合物が共重合して得られた重
合体であるリチウム二次電池用正極保護剤。
Z3は、重合性官能基である。
Wは、高極性官能基であり、オキシアルキレン基、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基のいずれかである。 - 請求項2において、
前記重合体が(式4)で表される繰り返し単位からなる重合体であるリチウム二次電池用正極保護剤。
Zp1、Zp2、Zp3は、重合性官能基Z1、Z2、Z3の残基である。
a、b、cはmol%である。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
Aは、フェニル基、シクロヘキシルベンジル基、ビフェニル基、ナフチル基、アントラセン基およびテトラセン基のいずれかであるリチウム二次電池用正極保護剤。 - 請求項3において、
(式4)で表される繰り返し単位からなる前記重合体が(式5)で表される繰り返し単位からなる重合体であるリチウム二次電池用正極保護剤。
- 請求項3において、
(式4)で表される繰り返し単位からなる前記重合体が(式6)で表される繰り返し単
位からなる重合体であるリチウム二次電池用正極保護剤。
- 請求項3、5、6のいずれかにおいて、
bは、3以上70以下であるリチウム二次電池用正極保護剤。 - 請求項1乃至7のいずれかのリチウム二次電池用正極保護剤と、
非水溶媒と、を含むリチウム二次電池用電解液。 - 請求項1乃至7のいずれかのリチウム二次電池用正極保護剤と、
正極、負極、および、セパレータと、を有するリチウムイオン電池であって、
前記正極に前記リチウム二次電池用正極保護剤が存在するリチウム二次電池。 - 請求項9において、
前記正極は、正極活物質を含み、
前記リチウム二次電池用正極保護剤中の芳香族官能基が電解重合して前記正極活物質に
付着するリチウム二次電池。 - 請求項9または10において、
電池の形状が角型であるリチウム二次電池。 - 下記(式4)で表される繰り返し単位からなる重合体を含むリチウム二次電池用正極保
護剤の製造方法であって、
下記(式1)で示される重合性化合物、下記(式2)で示される重合性化合物、および
、下記(式3)で示される重合性化合物が共重合され、下記(式4)で表される繰り返し
単位からなる重合体が得られる工程を備えるリチウム二次電池用正極保護剤の製造方法。
Z1は、重合性官能基である。
Xは、炭素数1〜20の炭化水素基またはオキシアルキレン基である。Xは、存在して
も存在しなくても良く、Xが存在しない場合、ZはAに直接結合する。
Aは、芳香族官能基である。
(式2)において、
Z2は、重合性官能基である。
Yは、ホウ素を含む官能基である。
(式3)において、
Z3は、重合性官能基である。
Wは、高極性官能基であり、オキシアルキレン基、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基のいずれかである。
(式4)において、
Zp1、Zp2、Zp3は、重合性官能基Z1、Z2、Z3の残基である。
a、b、cはmol%である。
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JP2011236606A JP5909343B2 (ja) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | リチウム二次電池用正極保護剤、リチウム二次電池用電解液、リチウム二次電池およびそれらの製造方法 |
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- 2011-10-28 JP JP2011236606A patent/JP5909343B2/ja active Active
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