JP6793355B2 - 電池 - Google Patents
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Description
実施の形態1における電池は、正極と、負極と、電解液と、を備える。
LixMeyOαFβ・・・式(1)
1.7≦x≦2.2、
0.8≦y≦1.3、
1≦α≦2.5、
0.5≦β≦2、
を満たす。
以下に、実施の形態1の正極活物質に含まれる上述の化合物の製造方法の一例が、説明される。
[正極活物質の合成]
LiFとLiMnO2をLiF/LiMnO2=1.0/1.0モル比でそれぞれ秤量した。
次に、70質量部の上述の化合物と、20質量部のアセチレンブラックと、10質量部のポリフッ化ビニリデンと、適量のN−メチル−2−ピロリドンとを、混合した。これにより、正極合剤スラリーを得た。
エチレンカーボネート(以下、ECと称する)(CAS番号:96−49−1)とエチルメチルカーボネート(以下、EMCと称する)(CAS番号:623−53−0)との混合溶媒(体積比20:80)に、リチウム塩として1.0mol/LのLiPF6(CAS番号:21324−40−3)を溶解させ、さらに添加剤として0.1mol/Lのジフルオロリン酸リチウム(LiPO2F2)を溶解させて、非水電解液とした。
図3は、実施例1における電池の概略構成を示す断面図である。
添加剤であるLiPO2F2の添加濃度が、0.05mol/Lである。
添加剤として、LiPO2F2の代わりに、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)(CAS番号:14283−07−9)を用いた。
添加剤であるLiBF4の添加濃度が、0.2mol/Lである。
添加剤として、LiPO2F2の代わりに、リチウムビスオキサレートボレート(以下、LiBOBと称する)(CAS番号:244761−29−3)を用いた。
添加剤として、LiPO2F2の代わりに、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(以下、LiTFSIと称する)(CAS番号:90076−65−6)を用いた。
添加剤として、LiPO2F2の代わりに、ビス(フルオロスルホニル)イミドリチウム(以下、LiFSIと称する)(CAS番号:171611−11−3)を用いた。
添加剤として、LiPO2F2を0.1mol/L溶解させる代わりに、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドマグネシウム(以下、Mg(TFSI)2と称する)を0.05mol/L溶解させた。
添加剤として、LiPO2F2の代わりに、ビス(フルオロスルホニル)イミドセシウム(以下、CsFSIと称する)を用いた。
添加剤として、LiPO2F2を0.1mol/L溶解させる代わりに、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドカルシウム(以下、Ca(TFSI)2と称する)を0.05mol/L溶解させた。
非水電解液に用いる非水溶媒として、ECとEMCの混合溶媒の代わりに、ECとフルオロエチレンカーボネート(以下、FECと称する)(CAS番号:114435−02−8)とEMCとの混合溶媒(体積比10:10:80)を用いた。
非水電解液に用いる非水溶媒として、ECとEMCの混合溶媒の代わりに、FECとメチル3,3,3−トリフルオロプロピオネート(以下、FMPと称する)(CAS番号:18830−44−9)との混合溶媒(体積比20:80)を用いた。
正極活物質として、Li2MnO2Fの代わりに、空間群FM3−Mに属する結晶構造を有するLi2Ni0.33Co0.33Mn0.33O2Fを用いた。
正極活物質として、Li2MnO2Fの代わりに、空間群FM3−Mに属する結晶構造を有するLi2CoO2Fを用いた。
正極活物質として、Li2MnO2Fの代わりに、空間群FM3−Mに属する結晶構造を有するLi2MnO1.5F1.5を用いた。
非水電解液にLi2PO2F2を溶解させなかった。
非水電解液にLi2PO2F2を溶解させなかった。
非水電解液にLi2PO2F2を溶解させなかった。
非水電解液にLi2PO2F2を溶解させなかった。
正極活物質として、Li2MnO2Fの代わりに、空間群R3−Mに属する結晶構造を有するLiCoO2を用いた。正極活物質LiCoO2は、公知の手法を用いて合成した。
上記に従って作製した電池は、評価の際、80×80cmのステンレス板(厚み2mm)でラミネートの上から電極板を挟み、コの字型のクランプで0.2MPa加圧した。また、評価はすべて25℃の恒温槽中で行った。
11 ケース
12 正極集電体
13 正極活物質層
14 セパレータ
15 封口板
16 負極集電体
17 負極活物質層
18 ガスケット
21 正極
22 負極
Claims (12)
- 正極活物質を含む正極と、
負極と、
ヘキサフルオロリン酸リチウムと添加剤とを含む電解液と、
を備え、
前記正極活物質は、空間群FM3−Mに属する結晶構造を有する下記の組成式(1)により表される化合物を含み、
LixMeyOαFβ・・・式(1)、
ここで、前記Meは、Mn、Co、Ni、Fe、Al、B、Ce、Si、Zr、Nb、Pr、Ti、W、Ge、Mo、Sn、Bi、Cu、Mg、Ca、Ba、Sr、Y、Zn、Ga、Er、La、Sm、Yb、V、Crからなる群より選択される一種または二種以上の元素であり、
かつ、下記の条件、
1.79≦x≦2.18、
0.82≦y≦1.21、
1.5≦α≦2.5、
0.5≦β≦1.5、
x+y=α+β=3、を満たし、
前記添加剤は、ジフルオロリン酸塩、テトラフルオロホウ酸塩、ビスオキサレートボレート塩、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド塩、ビス(フルオロスルホニル)イミド塩、からなる群から選ばれる少なくとも一種である、
電池。 - 前記電解液における前記添加剤の濃度は、0.05mol/L以上、かつ、0.5mol/L以下、である、
請求項1に記載の電池。 - 前記電解液における前記添加剤の濃度は、0.05mol/L以上、かつ、0.2mol/L以下、である、
請求項2に記載の電池。 - 前記添加剤は、アルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、リチウム塩、セシウム塩、カルシウム塩、からなる群より選ばれる少なくとも一種である、
請求項1から3のいずれかに記載の電池。 - 前記電解液における前記ヘキサフルオロリン酸リチウムの濃度は、0.5mol/L以上、かつ、2.0mol/L以下、である、
請求項1から4のいずれかに記載の電池。 - 前記電解液は、非水溶媒を含み、
前記非水溶媒は、カーボネート、カルボン酸エステル、エーテル、ニトリル、からなる群より選ばれる少なくとも一種である、
請求項1から5のいずれかに記載の電池。 - 前記電解液は、フルオロエチレンカーボネートを、さらに含む、
請求項6に記載の電池。 - 前記Meは、Mn、Co、Niからなる群より選択される少なくとも一種を含む、
請求項1から7いずれかに記載の電池。 - 前記Meは、MnとCoから選ばれる一種の元素であるか、または、NiとCoとMnとからなる固溶体である、
請求項8に記載の電池。 - 前記正極活物質が、前記化合物を、主成分として、含む、
請求項1から9のいずれかに記載の電池。 - 前記化合物は、
x=2であり、
y=1であり、
1.5≦α≦2、を満たし、
1≦β≦1.5、を満たす、
請求項1から10のいずれかに記載の電池。 - 前記添加剤は、ジフルオロリン酸塩およびビスオキサレートボレート塩からなる群から選ばれる少なくとも一種である、
請求項1から11のいずれかに記載の電池。
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