JP6970895B2 - 非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6970895B2 JP6970895B2 JP2018558849A JP2018558849A JP6970895B2 JP 6970895 B2 JP6970895 B2 JP 6970895B2 JP 2018558849 A JP2018558849 A JP 2018558849A JP 2018558849 A JP2018558849 A JP 2018558849A JP 6970895 B2 JP6970895 B2 JP 6970895B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- lithium
- aqueous electrolyte
- compound
- coating film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims description 79
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 124
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 124
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 106
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 51
- -1 trifluoropropionic acid ester Chemical class 0.000 claims description 46
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 45
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 claims description 40
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 39
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 33
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims description 28
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 claims description 28
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 23
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 21
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000004651 carbonic acid esters Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 3
- PMGBATZKLCISOD-UHFFFAOYSA-N methyl 3,3,3-trifluoropropanoate Chemical compound COC(=O)CC(F)(F)F PMGBATZKLCISOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims 3
- ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1-trifluoro-n-(trifluoromethylsulfonyl)methanesulfonamide Chemical compound FC(F)(F)S(=O)(=O)NS(=O)(=O)C(F)(F)F ZXMGHDIOOHOAAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KTQDYGVEEFGIIL-UHFFFAOYSA-N n-fluorosulfonylsulfamoyl fluoride Chemical compound FS(=O)(=O)NS(F)(=O)=O KTQDYGVEEFGIIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 85
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 62
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 33
- 239000000463 material Substances 0.000 description 23
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 19
- 125000006273 (C1-C3) alkyl group Chemical group 0.000 description 17
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 17
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 14
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 13
- 238000000231 atomic layer deposition Methods 0.000 description 11
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 9
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 9
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 8
- 229910004283 SiO 4 Inorganic materials 0.000 description 7
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 6
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 6
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 6
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 5
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 5
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018119 Li 3 PO 4 Inorganic materials 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 4
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000004206 2,2,2-trifluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C(F)(F)F 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 3
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N hexamethyldisilazane Chemical compound C[Si](C)(C)N[Si](C)(C)C FFUAGWLWBBFQJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229920000447 polyanionic polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Natural products CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910003870 O—Li Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004734 Polyphenylene sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 2
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N cyclohexylbenzene Chemical compound [CH]1CCCC[C@@H]1C1=CC=CC=C1 HHNHBFLGXIUXCM-GFCCVEGCSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920000069 polyphenylene sulfide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 2
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 2
- WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl phosphate Chemical compound COP(=O)(OC)OC WVLBCYQITXONBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YWWDBCBWQNCYNR-UHFFFAOYSA-N trimethylphosphine Chemical compound CP(C)C YWWDBCBWQNCYNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 2
- ZTTYKFSKZIRTDP-UHFFFAOYSA-N 4,4-difluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1(F)COC(=O)O1 ZTTYKFSKZIRTDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1OC(=O)OC1F DSMUTQTWFHVVGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GKZFQPGIDVGTLZ-UHFFFAOYSA-N 4-(trifluoromethyl)-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC(F)(F)C1COC(=O)O1 GKZFQPGIDVGTLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 4-ethenyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound C=CC1COC(=O)O1 BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PYKQXOJJRYRIHH-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-4-methyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound CC1(F)COC(=O)O1 PYKQXOJJRYRIHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020731 Li0.35La0.55TiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009178 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013528 LiN(SO2 CF3)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013423 LiN(SO2F)2 (LiFSI) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013439 LiZr Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RHQDFWAXVIIEBN-UHFFFAOYSA-N Trifluoroethanol Chemical compound OCC(F)(F)F RHQDFWAXVIIEBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 229920000800 acrylic rubber Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical group 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001793 charged compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 125000001028 difluoromethyl group Chemical group [H]C(F)(F)* 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000004453 electron probe microanalysis Methods 0.000 description 1
- ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N endo-cyclopentadiene Natural products C1C=CC=C1 ZSWFCLXCOIISFI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- ISVLDAIKRGXNCZ-UHFFFAOYSA-N ethyl 2,2-difluoropropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)(F)F ISVLDAIKRGXNCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XXGUOJPXRMXRHS-UHFFFAOYSA-N ethyl 2,3-difluoropropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(F)CF XXGUOJPXRMXRHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODMITNOQNBVSQG-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-fluoropropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)F ODMITNOQNBVSQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUXHZGKZALQIBK-UHFFFAOYSA-N ethyl 3,3-difluoropropanoate Chemical compound CCOC(=O)CC(F)F RUXHZGKZALQIBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HGWFSORGJISSEQ-UHFFFAOYSA-N ethyl 3-fluoropropanoate Chemical compound CCOC(=O)CCF HGWFSORGJISSEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005680 ethylene-methyl methacrylate copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 125000003784 fluoroethyl group Chemical group [H]C([H])(F)C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000004216 fluoromethyl group Chemical group [H]C([H])(F)* 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 229910003473 lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide Inorganic materials 0.000 description 1
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- PYLWMHQQBFSUBP-UHFFFAOYSA-N monofluorobenzene Chemical compound FC1=CC=CC=C1 PYLWMHQQBFSUBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XVDBWWRIXBMVJV-UHFFFAOYSA-N n-[bis(dimethylamino)phosphanyl]-n-methylmethanamine Chemical compound CN(C)P(N(C)C)N(C)C XVDBWWRIXBMVJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000131 polyvinylidene Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N pyrrolidin-2-one Chemical compound O=C1CCCN1 HNJBEVLQSNELDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N tetramethyl orthosilicate Chemical compound CO[Si](OC)(OC)OC LFQCEHFDDXELDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5805—Phosphides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/027—Negative electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Description
式(1):
式(2):
式(3):
シート状負極は、シート状の負極集電体と、負極集電体の表面に形成された負極活物質層と、負極活物質層の表面に形成された被膜とを具備する。負極活物質層は、負極集電体の一方の表面に形成してもよく、両方の表面に形成してもよい。
負極集電体としては、金属箔、金属シート、メッシュ体、パンチングシート、エキスパンドメタルなどが例示できる。負極集電体の材料には、ステンレス鋼、ニッケル、銅、銅合金などを用いることができる。負極集電体の厚さは、例えば3〜50μmの範囲から選択できる。
負極活物質層が、負極活物質粒子を含む混合物(合剤)である場合について説明する。負極活物質層は、必須成分として負極活物質およびバインダーを含み、任意成分として導電剤を含んでもよい。負極活物質層に含まれるバインダー量は、負極活物質100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましく、1〜5質量部がより好ましい。負極活物質層の厚さは、例えば10〜100μmである。
負極活物質層の表面を被覆するリチウムイオン透過性を有する被膜は、例えば、被膜の原料を含む200℃以下の雰囲気に、負極集電体とその表面に設けられた負極活物質層とを具備する負極前駆体を暴露することにより形成される。
まず、負極集電体と、負極集電体の表面に設けられた負極活物質層とを具備する負極前駆体を準備する工程を行う。この工程では、負極活物質粒子を含む混合物(合剤)を、水もしくは有機溶媒などの液状成分と混合し、スラリーを調製する。その後、スラリーを負極集電体の表面に塗布し、塗膜を乾燥し、圧延することにより、負極活物質層が形成される。
次に、負極活物質層の表面を、リチウムイオン透過性を有する被膜で被覆する工程を行う。例えば、被膜の原料を含む200℃以下、好ましくは120℃以下の雰囲気に、負極前駆体を暴露することにより、リチウム化合物(第1化合物)を含む被膜を形成することができる。これにより、負極活物質層に耐熱温度の低いバインダーが含まれている場合でも、バインダーを劣化させることなく、負極活物質層の表面に被膜を形成することができる。被膜は、液相法や気相法で形成することが好ましい。
次に、リチウム化合物(第1化合物)を含む被膜を有する負極と、非水溶媒がフルオロ基を有する化合物を含む非水電解質とを具備する非水電解質二次電池を組み立て、充放電を行う。充放電により、フルオロ基を有する化合物の少なくとも一部が分解し、被膜の表面側に分解性生物が被膜の一部として堆積する。これにより、表面側にF濃度の高い領域を有する被膜が形成される。この場合、内層と外層とを具備する被膜が形成される。
シート状正極は、シート状の正極集電体と、正極集電体の表面に担持された正極活物質層とを具備する。正極集電体としても、金属箔、金属シートなどが例示できる。正極集電体の材料には、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタンなどを用いることができる。正極活物質層は、正極活物質、結着剤および分散媒を含む正極スラリーを用いて、負極活物質層の製造に準じた方法で形成できる。正極活物質層は、必要に応じて、導電剤などの任意成分を含んでもよい。
セパレータとしては、樹脂製の微多孔フィルム、不織布、織布などが用いられる。樹脂には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ポリアミドイミドなどが用いられる。
非水電解質は、非水溶媒と、非水溶媒に溶解する溶質とを含む。溶質には様々なリチウム塩が用いられる。非水電解質中のリチウム塩の濃度は、例えば0.5〜1.5mol/Lである。
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
下記の手順により、金属リチウムを対極とするコイン形セルを作製した。
負極活物質である天然黒鉛粒子(平均粒径(D50)15μm)とバインダーとを、適量の水と混合して、負極スラリーを調製した。バインダーとしては、SBRとCMCとを併用した。天然黒鉛粒子100質量部に対し、SBRは1質量部、CMCは1質量部を配合した。
厚さ300μmの金属リチウム箔を直径14mmの円盤型に打ち抜いて対極に用いた。
FECと、FMPとを、FEC:FMP=15:85の体積比で混合した混合溶媒に、1.2mol/Lの濃度でヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を溶解させて、非水電解質(電解液F)を調製した。
開口を有するステンレス鋼製の有底のセルケースを準備し、その内側に負極とセパレータをこの順に配置した。セパレータには、厚み0.45mmのポリフェニレンサルファイド(PPS)製の不織布を用いた。一方、周縁部にポリプロピレンを含む樹脂製のガスケットが配されたステンレス鋼製の封口板を準備し、その内面に対極のリチウム箔を貼り付けた。セルケースの内部に電解液Fを注入した後、セルケースの開口を封口板で塞いでコイン形セル(A1)を完成させた。セルサイズは直径20mm、厚さ3.2mmとした。
組み立て直後のコイン形セルを、45℃で、0.1mAで0Vまで負極に充電を行い、引き続き1.5Vまで負極を放電させた。こうして第1回目の充放電を行った後、初期の反応抵抗R1を求めた。次に、同様の充放電を30サイクル繰り返し、反応抵抗Rxを求めた。そして、抵抗上昇率(ΔR)を、ΔR(%)=100×Rx/R1により求めた。反応抵抗は、25℃の恒温槽で交流インピーダンスを測定し、得られたNyquistプロットから円弧成分の抵抗値を読み取り求めた。交流インピーダンスは、振幅を10mVとし、周波数を1MHzから30MHzまで変化させて測定した。
初期の負極抵抗(R1)を測定後のコイン形セルを分解し、負極を取り出し、EMCで洗浄後、30℃で24時間乾燥させ、XPSにより厚さ方向の分析を行った。分析条件は下記の通りである。
エッチングイオン:Ar(2keV)
被膜の表面から負極内部に向かって、元素Cに帰属されるピークは次第に大きくなり、極大値を示した。一方、元素Fに帰属されるピークは、被膜のより表面側で極大値を示した。元素Cの濃度が45原子%に達する深さの2倍を、被膜の厚さと推定した。同様の測定を、被膜の10箇所で行い、10個の平均値Tavを求めた。また、最も大きい方から2つの値の平均値Tmax-avおよび最も小さい方から2つの値の平均値Tmin-avと、10個の平均値Tavとの差ΔT(Tmax-av−TavおよびTav−Tmin-av)を求めたところ、大きい方の差ΔTの10個の平均値Tavに対する割合(ΔTR)は30%であった。
以下の方法により、負極活物質層に被膜を形成したこと以外、実施例1と同様に、電池A2を作製し、同様に評価した。
負極前駆体にALDによる被膜を形成することなく、そのまま負極として用いたこと以外、実施例1と同様に、電池B1を作製し、同様に評価した。
ECとEMCとを質量比1:3で含む混合液100質量部に、ビニレンカーボネート1質量部を添加し、非水溶媒を得た。非水溶媒に濃度1.0mol/LでLiPF6を溶解させて、非水電解質(電解液C)を調製した。電解液Cを用いたこと以外、実施例1と同様に、電池B2を作製し、同様に評価した。
比較例2と同じ電解液Cを用いたこと以外、比較例1と同様に、電池B3を作製し、同様に評価した。
10 :捲回型電極群
11 :角型電池ケース
12 :封口板
13 :負極端子
14 :正極リード
15 :負極リード
16 :ガスケット
17 :封栓
17a:注液孔
18 :枠体
Claims (14)
- 正極と、負極と、リチウムイオン伝導性の非水電解質を含み、
前記負極の表面の少なくとも一部が、リチウムイオン透過性を有する被膜を具備し、
前記被膜の厚さが、0.5nm〜200nmであり、
前記被膜が、元素Mと、元素Aと、元素Fと、リチウムと、を含むリチウム化合物を含み、
前記元素Mは、P、Si、B、V、Nb、W、Ti、Zr、Al、Ba、LaおよびTaよりなる群から選択された少なくとも1種であり、
前記元素Aは、S、O、NおよびBrよりなる群から選択された少なくとも1種であり、
前記非水電解質は、リチウム塩と、前記リチウム塩を溶解する非水溶媒と、を含み、
前記非水溶媒は、フルオロ基を有する化合物を含む、非水電解質二次電池。 - 正極と、負極と、リチウムイオン伝導性の非水電解質を含み、
前記負極の表面の少なくとも一部が、リチウムイオン透過性を有する被膜を具備し、
前記被膜が、元素Mと、元素Aと、元素Fと、リチウムと、を含むリチウム化合物を含み、
前記元素Mは、P、Si、B、V、Nb、W、Ti、Zr、Al、Ba、LaおよびTaよりなる群から選択された少なくとも1種であり、
前記元素Aは、S、O、NおよびBrよりなる群から選択された少なくとも1種であり、
前記非水電解質は、リチウム塩と、前記リチウム塩を溶解する非水溶媒と、を含み、
前記非水溶媒は、フルオロ基を有する化合物を含み、
前記フルオロ基を有する化合物が、トリフルオロプロピオン酸エステルを含み、
前記トリフルオロプロピオン酸エステルが、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸メチルを含む、非水電解質二次電池。 - 前記被膜の表面近傍において、前記リチウム化合物に含まれる元素Aに対する元素Fのモル比:(F/A)1が、0.3≦(F/A)1≦6である、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池。
- 前記被膜と前記負極の表面との界面近傍において、前記リチウム化合物に含まれる元素Aに対する元素Fのモル比:(F/A)2が、1.2≦(F/A)1/(F/A)2≦10を満たす、請求項3に記載の非水電解質二次電池。
- 前記被膜と前記負極の表面との界面近傍において、前記リチウム化合物に含まれる元素Aに対する元素Fのモル比:(F/A)2が、(F/A)2≦0.01を満たす部分が存在する、請求項4に記載の非水電解質二次電池。
- 前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体の表面に設けられた負極活物質層と、を具備し、
前記被膜が、前記負極集電体の表面を部分的に被覆している、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。 - 前記負極活物質層が、負極活物質として、炭素材料粒子を含み、
前記被膜が、前記炭素材料粒子の表面の少なくとも一部を被覆している、請求項6に記載の非水電解質二次電池。 - 前記炭素材料粒子と前記リチウム化合物との界面に、元素Mと元素Cとの結合を含む化合物が形成されている、請求項7に記載の非水電解質二次電池。
- 前記リチウム塩は、ビス(フルオロスルホニル)イミドリチウムおよびビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドリチウムよりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1〜8のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
- 前記フルオロ基を有する化合物が、トリフルオロプロピオン酸エステルおよびフッ素化炭酸エステルよりなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1または請求項3〜9のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池。
- 前記トリフルオロプロピオン酸エステルが、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸メチルを含む、請求項10に記載の非水電解質二次電池。
- 前記フッ素化炭酸エステルが、フルオロエチレンカーボネートを含む、請求項10に記載の非水電解質二次電池。
- 正極と、負極と、リチウムイオン伝導性の非水電解質を含み、
前記負極の表面の少なくとも一部が、リチウムイオン透過性を有する被膜を具備し、
前記被膜が、元素Mと、元素Aと、元素Fと、リチウムと、を含むリチウム化合物を含み、
前記元素Mは、P、Si、B、V、Nb、W、Ti、Zr、Al、Ba、LaおよびTaよりなる群から選択された少なくとも1種であり、
前記元素Aは、S、O、NおよびBrよりなる群から選択された少なくとも1種であり、
前記非水電解質は、リチウム塩と、前記リチウム塩を溶解する非水溶媒と、を含み、
前記非水溶媒は、フルオロ基を有する化合物を含み、
前記被膜の表面近傍において、前記リチウム化合物に含まれる元素Aに対する元素Fのモル比:(F/A) 1 が、0.3≦(F/A) 1 ≦6であり、
前記被膜と前記負極の表面との界面近傍において、前記リチウム化合物に含まれる元素Aに対する元素Fのモル比:(F/A) 2 が、1.2≦(F/A) 1 /(F/A) 2 ≦10を満たす、非水電解質二次電池。 - 正極と、負極と、リチウムイオン伝導性の非水電解質を含み、
前記負極の表面の少なくとも一部が、リチウムイオン透過性を有する被膜を具備し、
前記被膜が、元素Mと、元素Aと、元素Fと、リチウムと、を含むリチウム化合物を含み、
前記元素Mは、P、Si、B、V、Nb、W、Ti、Zr、Al、Ba、LaおよびTaよりなる群から選択された少なくとも1種であり、
前記元素Aは、S、O、NおよびBrよりなる群から選択された少なくとも1種であり、
前記非水電解質は、リチウム塩と、前記リチウム塩を溶解する非水溶媒と、を含み、
前記非水溶媒は、フルオロ基を有する化合物を含み、
前記負極活物質層が、負極活物質として、炭素材料粒子を含み、
前記被膜が、前記炭素材料粒子の表面の少なくとも一部を被覆しており、
前記炭素材料粒子と前記リチウム化合物との界面に、元素Mと元素Cとの結合を含む化合物が形成されている、非水電解質二次電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016251557 | 2016-12-26 | ||
JP2016251557 | 2016-12-26 | ||
PCT/JP2017/038619 WO2018123238A1 (ja) | 2016-12-26 | 2017-10-26 | 非水電解質二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2018123238A1 JPWO2018123238A1 (ja) | 2019-10-31 |
JP6970895B2 true JP6970895B2 (ja) | 2021-11-24 |
Family
ID=62708172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018558849A Active JP6970895B2 (ja) | 2016-12-26 | 2017-10-26 | 非水電解質二次電池 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11063254B2 (ja) |
JP (1) | JP6970895B2 (ja) |
CN (1) | CN109997271B (ja) |
WO (1) | WO2018123238A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112189277A (zh) * | 2018-05-25 | 2021-01-05 | 本田技研工业株式会社 | 锂离子二次电池用电极及锂离子二次电池 |
JP7022665B2 (ja) * | 2018-08-01 | 2022-02-18 | 本田技研工業株式会社 | 負極活物質層、リチウムイオン二次電池用負極、およびリチウムイオン二次電池 |
JP7079687B2 (ja) * | 2018-08-01 | 2022-06-02 | 本田技研工業株式会社 | 活物質層、リチウムイオン二次電池用負極、およびリチウムイオン二次電池 |
JP7098558B2 (ja) * | 2018-09-19 | 2022-07-11 | 株式会社東芝 | 電極、二次電池、電池パック、車両、及び、定置用電源 |
JP7433438B2 (ja) * | 2019-12-20 | 2024-02-19 | ユミコア | Li二次電池における固体電解質相間界面 |
US20230083069A1 (en) * | 2020-01-31 | 2023-03-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Electrochemical element, method for manufacturing same, and electrochemical device |
CN114464766B (zh) * | 2020-11-09 | 2024-05-03 | 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 | 一种新型负电极结构、其制备方法及电池 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3311611B2 (ja) | 1996-10-11 | 2002-08-05 | 三洋電機株式会社 | リチウム二次電池 |
JP2006100083A (ja) * | 2004-09-29 | 2006-04-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電池用負極とこれを用いた電池 |
JP5370630B2 (ja) * | 2006-10-26 | 2013-12-18 | ソニー株式会社 | リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池 |
JP5235437B2 (ja) | 2007-02-20 | 2013-07-10 | 三洋電機株式会社 | 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池 |
WO2008102493A1 (ja) | 2007-02-20 | 2008-08-28 | Sanyo Electric Co., Ltd. | 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池 |
JP2008234988A (ja) * | 2007-03-20 | 2008-10-02 | Sony Corp | 負極およびその製造方法、ならびに電池およびその製造方法 |
US10312518B2 (en) * | 2007-10-26 | 2019-06-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Anode and method of manufacturing the same, and secondary battery |
JP2009252421A (ja) * | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Toyota Motor Corp | 負極活物質およびその製造方法ならびに該負極活物質を備えた電池 |
JP5121614B2 (ja) * | 2008-07-18 | 2013-01-16 | 株式会社東芝 | 電池用活物質、非水電解質電池および電池パック |
JP2014232704A (ja) * | 2013-05-30 | 2014-12-11 | トヨタ自動車株式会社 | 非水電解液二次電池 |
FR3011391B1 (fr) * | 2013-09-27 | 2015-09-18 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation d'une electrode pour batterie lithium-ion |
JP6586269B2 (ja) * | 2013-10-22 | 2019-10-02 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 蓄電装置用電極 |
JP6469450B2 (ja) * | 2014-02-27 | 2019-02-13 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池 |
WO2018083937A1 (ja) * | 2016-11-02 | 2018-05-11 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池用黒鉛系材料及びその製造方法、並びに負極及びリチウムイオン二次電池 |
-
2017
- 2017-10-26 WO PCT/JP2017/038619 patent/WO2018123238A1/ja active Application Filing
- 2017-10-26 JP JP2018558849A patent/JP6970895B2/ja active Active
- 2017-10-26 CN CN201780071025.2A patent/CN109997271B/zh active Active
-
2019
- 2019-06-21 US US16/448,562 patent/US11063254B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11063254B2 (en) | 2021-07-13 |
JPWO2018123238A1 (ja) | 2019-10-31 |
US20190312268A1 (en) | 2019-10-10 |
CN109997271B (zh) | 2022-09-02 |
CN109997271A (zh) | 2019-07-09 |
WO2018123238A1 (ja) | 2018-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6970895B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
CN109716577B (zh) | 膦酸酯基锂配合物 | |
JP6740147B2 (ja) | 非水電解液および非水電解液二次電池の製造方法 | |
US11870053B2 (en) | Secondary-battery negative electrode and manufacturing method thereof, and secondary battery | |
CN111095614B (zh) | 二次电池用正极、二次电池和二次电池用正极的制造方法 | |
JP6933216B2 (ja) | 非水電解液及びリチウムイオン二次電池 | |
WO2017183696A1 (ja) | リチウム二次電池及びリチウム二次電池の製造方法 | |
JP5278657B2 (ja) | 二次電池および電子機器 | |
JP5357517B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
US12051796B2 (en) | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for producing negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery | |
JP5082714B2 (ja) | 正極電極体、リチウム二次電池及びその製造方法 | |
WO2019159563A1 (ja) | 二次電池用正極、二次電池および二次電池用正極の製造方法 | |
JP7542225B2 (ja) | 二次電池 | |
JP2018195434A (ja) | 非水二次電池 | |
JP7504799B2 (ja) | コーティングされたカソード活性物質と電解質添加剤としてのシリルエステルホスホネートとを含む電気化学セル | |
JP2005032713A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JPWO2020021749A1 (ja) | 二次電池およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210316 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210428 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210914 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20211013 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6970895 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |