JP6398984B2 - 新規化合物、電解液及び二次電池 - Google Patents
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Description
[1]電解液
本実施形態における電解液は、式(1)で表される本実施形態の化合物を含む。
本実施形態の二次電池は、負極活物質を有する負極を備える。負極活物質は負極結着剤によって負極集電体上に結着されることができる。
本実施形態の二次電池は、正極活物質を有する正極を備える。正極活物質は正極結着剤によって正極集電体上に結着されることができる。
セパレータとしては、特に制限されるものではないが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン等の多孔質フィルムや不織布を用いることができる。また、セパレータとしては、セパレータとして用いられるポリマー基材にセラミックを含むコーティングを形成したセラミックコートセパレータを用いることもできる。また、セパレータとしては、それらを積層したものを用いることもできる。
外装体は、特に制限されるものではないが、例えば、ラミネートフィルムを用いることができる。例えば積層ラミネート型の二次電池の場合、アルミニウム、シリカをコーティングしたポリプロピレン、ポリエチレン等のラミネートフィルムを用いることができる。
本実施形態に係る二次電池の構成としては、特に本願発明が制限されるものではないが、例えば、正極および負極が対向配置された電極積層体と、電解液とが外装体に内包されている構成を挙げることができる。二次電池の形状は、特に制限されるものではないが、例えば、円筒型、扁平捲回角型、積層角型、コイン型、扁平捲回ラミネート型、又は積層ラミネート型が挙げられる。
以下、本実施形態を実施例により具体的に説明する。
以下の方法により、化合物(101)を製造した。
塩化スルフリルとシュウ酸を、ジクロロメタン溶媒中トリエチルアミン存在化にて、−70℃で反応させることにより目的物を得た。
製造例1と同様のスキームを用いて、原料物質を変化させて製造した。
NMRにより、製造例1〜9で得られた化合物が、化合物(101)〜(109)であることを確認した。
<負極>
負極活物質として、黒鉛を用いた。この負極活物質と、負極結着剤としてのポリフッ化ビニリデンと、導電補助材としてのアセチレンブラックとを、75:20:5の質量比で計量した。そして、これらをN−メチルピロリドンと混合して、負極スラリーを調製した。負極スラリーを厚さ10μmの銅箔に塗布した後に乾燥し、さらに窒素雰囲気下で120℃の熱処理を行うことで、負極を作製した。
正極活物質として、LiMn2O4を用いた。この正極活物質と、導電補助材としてのカーボンブラックと、正極結着剤としてのポリフッ化ビニリデンとを、90:5:5の質量比で計量した。そして、これらをN−メチルピロリドンと混合して、正極スラリーを調製した。正極スラリーを厚さ20μmのアルミ箔に塗布した後に乾燥し、さらにプレスすることで、正極を作製した。
得られた正極の3層と負極の4層を、セパレータとしてのポリプロピレン多孔質フィルムを挟みつつ交互に重ねた。正極活物質に覆われていない正極集電体および負極活物質に覆われていない負極集電体の端部をそれぞれ溶接した。さらに、その溶接箇所に、アルミニウム製の正極端子およびニッケル製の負極端子をそれぞれ溶接して、平面的な積層構造を有する電極積層体を得た。
非水溶媒としてECとDECの混合溶媒(体積比:EC/DEC=30/70)を用いた。添加剤としての化合物(101)の電解液中の含有量が1質量%となるように、支持塩としてのLiPF6の電解液中の濃度が1Mとなるように、化合物(101)及びLiPF6をそれぞれ混合溶媒に添加し、電解液を調製した。
電極積層体を外装体としてのアルミニウムラミネートフィルム内に収容し、外装体内部に電解液を注入した。その後、0.1気圧まで減圧しつつ外装体を封止し、二次電池を作製した。
(45℃における容量維持率、体積増加率)
作製した二次電池に対し、45℃に保った恒温槽中で、2.5Vから4.2Vの電圧範囲で充放電を繰り返す試験を行い、サイクル維持率(%)、体積増加率(%)について評価した。充電は、1Cで4.2Vまで充電した後、合計で2.5時間定電圧充電を行った。放電は、1Cで2.5Vまで定電流放電した。
添加剤として化合物(101)の代わりに表2に記載の化合物((102)〜(109))を用いた以外は、実施例1と同様に二次電池を作製し、評価した。結果を表2に示す。
添加剤として化合物(101)の代わりに下記化合物(201)(1,3,2−ジオキサチオラン2,2−ジオキシド)を用いた以外は、実施例1と同様に二次電池を作製し、評価した。結果を表2に示す。
添加剤として化合物(101)の代わりに下記化合物(202)(1,3−シクロペンタンジオン)を用いた以外は、実施例1と同様に二次電池を作製し、評価した。結果を表2に示す。
添加剤として化合物(101)の代わりに下記化合物(203)(無水アジピン酸)を用いた以外は、実施例1と同様に二次電池を作製し、評価した。結果を表2に示す。
b セパレータ
c 正極
d 負極集電体
e 正極集電体
f 正極端子
g 負極端子
Claims (11)
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の化合物と、支持塩と、非水溶媒と、を含む電解液。
- 前記非水溶媒がカーボネート類を含む請求項5に記載の電解液。
- 前記化合物の電解液中の含有量が0.1〜10質量%である請求項5又は6に記載の電解液。
- 請求項5乃至7のいずれかに記載の電解液を含む二次電池。
- さらに、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、を備え、
前記正極活物質がリチウム複合酸化物であり、
前記負極活物質が、リチウム金属、リチウムと合金可能な金属(a)、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属酸化物(b)、又はリチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭素材料(c)である請求項8に記載の二次電池。 - 請求項8又は9に記載の二次電池を備える電気自動車。
- 請求項8又は9に記載の二次電池を備える電力システム。
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