JP7020208B2 - 電解液およびリチウムイオン電池 - Google Patents

電解液およびリチウムイオン電池 Download PDF

Info

Publication number
JP7020208B2
JP7020208B2 JP2018049152A JP2018049152A JP7020208B2 JP 7020208 B2 JP7020208 B2 JP 7020208B2 JP 2018049152 A JP2018049152 A JP 2018049152A JP 2018049152 A JP2018049152 A JP 2018049152A JP 7020208 B2 JP7020208 B2 JP 7020208B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solvent
electrolytic solution
mmf
conductivity
lithium
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
Application number
JP2018049152A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019160719A (ja
Inventor
裕輝 井口
秀樹 佐野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2018049152A priority Critical patent/JP7020208B2/ja
Priority to US16/294,334 priority patent/US10930976B2/en
Priority to CN201910174787.6A priority patent/CN110277588B/zh
Priority to KR1020190030004A priority patent/KR102216076B1/ko
Publication of JP2019160719A publication Critical patent/JP2019160719A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7020208B2 publication Critical patent/JP7020208B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators 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
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0569Liquid materials characterised by the solvents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025Organic electrolyte
    • H01M2300/0028Organic electrolyte characterised by the solvent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025Organic electrolyte
    • H01M2300/0028Organic electrolyte characterised by the solvent
    • H01M2300/0037Mixture of solvents
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

本開示は電解液およびリチウムイオン電池に関する。
特開2013-229216号公報(特許文献1)は、溶媒が環状カーボネートおよび鎖状カーボネートの混合溶媒である電解液を開示している。
特開2013-229216号公報
電解液の電導度は、液中のリチウム(Li)イオンの個数およびLiイオンの動き易さに依存すると考えられる。そのため電解液の溶媒には高解離能および低粘性が求められる。溶媒が高解離能を有することにより、Li塩の解離が促進され、Liイオンの個数が増大することが期待される。溶媒が低粘性を有することにより、Liイオンが動き易くなることが期待される。
従来リチウムイオン電池用の電解液には、環状カーボネートおよび鎖状カーボネートが慣用されている。環状カーボネートは高解離能を有するが、高粘性である。鎖状カーボネートは低粘性であるが、低解離能を有する。そのため環状カーボネートおよび鎖状カーボネートが混合されることにより、解離能および粘性のバランスが図られている。
本開示の目的はリチウムイオン電池用の新規な電解液を提供することである。
以下本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本開示の作用メカニズムは推定を含んでいる。作用メカニズムの正否により特許請求の範囲が限定されるべきではない。
〔1〕本開示の電解液はリチウムイオン電池用である。電解液は溶媒およびリチウム塩を少なくとも含む。溶媒はメトキシメチルフォルメートを少なくとも含む。
従来メトキシメチルフォルメート(methoxymethyl formate,MMF)を溶媒として含む電解液は知られていないと考えられる。すなわち本開示の電解液は新規な電解液であると考えられる。
本開示の新知見によれば、MMFは単体で解離能および粘性のバランスに優れると考えられる。溶媒にMMFが含まれることにより、溶媒組成の設計自由度が高まることが期待される。ひいては高電導度を有する電解液が提供されることが期待される。
〔2〕溶媒にメトキシメチルフォルメートが60vоl%以上含まれていてもよい。
〔3〕溶媒にメトキシメチルフォルメートが80vоl%以上含まれていてもよい。
本開示の電解液ではMMFの比率が高い程、電導度の向上が期待される。MMFが単体で解離能および粘性のバランスに優れるためと考えられる。
〔4〕本開示のリチウムイオン電池は上記〔1〕~〔3〕のいずれか1つに記載の電解液を少なくとも含む。
本開示のリチウムイオン電池は高出力を示すことが期待される。電解液が高電導度を有し得るためと考えられる。
図1は本実施形態のリチウムイオン電池の構成の一例を示す概略図である。 図2は溶媒組成と電導度との関係を示す第1グラフである。 図3は溶媒組成と電導度との関係を示す第2グラフである。
以下本開示の実施形態(本明細書では「本実施形態」とも記される)が説明される。ただし以下の説明は特許請求の範囲を限定するものではない。
<電解液>
本実施形態の電解液はリチウムイオン電池用である。リチウムイオン電池の詳細は後述される。電解液は溶媒およびリチウム(Li)塩を少なくとも含む。
本実施形態の電解液は高電導度を有することが期待される。電解液は例えば11.3mS/cm以上の電導度を有してもよい。電解液は例えば11.8mS/cm以上の電導度を有してもよい。電解液は例えば13.1mS/cm以上の電導度を有してもよい。電解液は例えば13.9mS/cm以上の電導度を有してもよい。電解液は例えば14.7mS/cm以上の電導度を有してもよい。電解液は例えば15.6mS/cm以上の電導度を有してもよい。電解液は例えば16.8mS/cm以上の電導度を有してもよい。電導度の上限は特に限定されるべきではない。電解液は例えば17.5mS/cm以下の電導度を有してもよい。
本実施形態の電導度は25℃での測定値を示す。電導度は一般的な電導度計により測定される。電導度計は電気伝導率計、導電率計等とも称されている。電導度は少なくとも3回測定される。少なくとも3回の算術平均が採用される。
《溶媒》
溶媒はLi塩を溶解させる液体成分である。溶媒は非プロトン性である。本実施形態の溶媒はメトキシメチルフォルメート(MMF)を少なくとも含む。MMFの構造式は下記表1に示される。
Figure 0007020208000001
MMFは単体で解離能および粘性のバランスに優れると考えられる。溶媒にMMFが含まれることにより、溶媒組成の設計自由度が高まることが期待される。ひいては高電導度を有する電解液が提供されることが期待される。
上記表1にはエチレンカーボネート(EC)およびジメチルカーボネート(DMC)も示されている。MMF、ECおよびDMCは同程度の分子量を有している。ECは環状カーボネートの典型例である。ECは高解離能を有する。しかしECは25℃で固体である(すなわち高粘性である)。DMCは鎖状カーボネートの典型例である。DMCは低粘性であるが、低解離能を有する。
MMFは25℃においてDMCと同程度の粘度を示す。すなわちMMFは低粘性である。さらにMMFは相当程度高い解離能を有していると考えられる。すなわちMMFは単体で解離能および粘性のバランスに優れると考えられる。
溶媒にMMFが例えば1vоl%以上100vоl%以下(1体積%以上100体積%以下)含まれていてもよい。溶媒にMMFが例えば10vоl%以上100vоl%以下含まれていてもよい。溶媒にMMFが例えば40vоl%以上100vоl%以下含まれていてもよい。
溶媒組成は従来公知の方法により特定され得る。溶媒組成は例えば核磁気共鳴(NMR)法、ガスクロマトグラフ質量分析法(GC-MS)法等により分析され得る。溶媒組成の分析は少なくとも3回実施される。少なくとも3回の算術平均が採用される。
本実施形態では、溶媒におけるMMFの比率が高い程、高電導度が期待される。溶媒にMMFが例えば60vоl%以上含まれていてもよい。溶媒にMMFが例えば80vоl%以上含まれていてもよい。溶媒は実質的にMMFのみからなってもよい。すなわち溶媒にMMFが100vоl%含まれていてもよい。
溶媒にMMFが含まれている限り、溶媒にその他の成分がさらに含まれていてもよい。その他の成分としては、例えば環状カーボネート、鎖状カーボネート、ラクトン、環状エーテル、鎖状エーテル、カルボン酸エステル等が挙げられる。溶媒にその他の成分が1種単独で含まれていてもよい。溶媒にその他の成分が2種以上含まれていてもよい。
環状カーボネートは、例えばEC、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)等であってもよい。鎖状カーボネートは、例えばDMC、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)等であってもよい。
ラクトンは、例えばγ-ブチロラクトン(GBL)、δ-バレロラクトン等であってもよい。環状エーテルは、例えばテトラヒドロフラン(THF)、1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキサン等であってもよい。鎖状エーテルは、例えば1,2-ジメトキシエタン(DME)等であってもよい。カルボン酸エステルは、例えばメチルホルメート(MF)、メチルアセテート(MA)、メチルプロピオネート(MP)等であってもよい。
溶媒は例えば40vol%以上100vоl%未満のMMFおよびその残部の環状カーボネート(例えばEC等)を含んでもよい。溶媒は例えば60vol%以上100vоl%未満のMMFおよびその残部の環状カーボネートを含んでもよい。溶媒は例えば80vol%以上100vоl%未満のMMFおよびその残部の環状カーボネートを含んでもよい。
溶媒は例えば40vol%以上100vоl%未満のMMFおよびその残部の鎖状カーボネート(例えばDMC等)を含んでもよい。溶媒は例えば60vol%以上100vоl%未満のMMFおよびその残部の鎖状カーボネートを含んでもよい。溶媒は例えば80vol%以上100vоl%未満のMMFおよびその残部の鎖状カーボネートを含んでもよい。
溶媒は例えば40vol%以上100vоl%未満のMMF、ならびにその残部の環状カーボネート(例えばEC等)および鎖状カーボネート(例えばDMC等)を含んでもよい。溶媒は例えば60vol%以上100vоl%未満のMMF、ならびにその残部の環状カーボネートおよび鎖状カーボネートを含んでもよい。溶媒は例えば80vol%以上100vоl%未満のMMF、ならびにその残部の環状カーボネートおよび鎖状カーボネートを含んでもよい。残部に含まれる環状カーボネートおよび鎖状カーボネートは、例えば「環状カーボネート:鎖状カーボネート=10:90~90:10(体積比)」の関係を満たしてもよい。環状カーボネートおよび鎖状カーボネートは、例えば「環状カーボネート:鎖状カーボネート=20:80~80:20(体積比)」の関係を満たしてもよい。環状カーボネートおよび鎖状カーボネートは、例えば「環状カーボネート:鎖状カーボネート=30:70~70:30(体積比)」の関係を満たしてもよい。
《リチウム塩》
Li塩は支持電解質である。Li塩は溶媒に溶解している。Li塩の濃度(以下「塩濃度」とも記される)は例えば0.5mоl/L以上2mоl/L以下(0.5M以上2M以下)であってもよい。塩濃度は従来公知の方法により測定され得る。塩濃度は例えばNMR法等により測定され得る。
塩濃度が高くなる程、Li塩の解離によって発生し得るLiイオンの絶対数は増加すると考えられる。しかし塩濃度が高くなる程、Li塩の解離度は低下すると考えられる。そのため塩濃度には、イオン伝導に寄与するLiイオンの個数(実効的なLiイオンの個数)が最大となる最適値が存在すると考えられる。溶媒毎に解離能が異なるため、塩濃度の最適値は溶媒毎に異なると考えられる。従来溶媒(例えば「EC:DMC=30:70(体積比)」)においては1mоl/L程度が塩濃度の最適値とされている。本実施形態の電解液は解離能が高いため、1mоl/Lを超える領域に塩濃度の最適値が存在する可能性がある。本実施形態において塩濃度は例えば1.1mоl/L以上1.5mоl/L以下であってもよい。
Li塩の種類も従来公知の方法により特定され得る。Li塩の種類は例えばNMR法等により特定され得る。Li塩は例えばLiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、LiC49SO3、Li[N(FSO22]、Li[N(CF3SO22]、Li[C(CF3SO23]等であってもよい。電解液に1種のLi塩が単独で含まれていてもよい。電解液に2種以上のLi塩が含まれていてもよい。電解液に2種以上のLi塩が含まれている場合、塩濃度はすべてのLi塩の合計濃度を示す。
《添加剤》
電解液に溶媒およびLi塩が含まれている限り、電解液に各種の添加剤がさらに含まれていてもよい。添加剤の濃度は例えば0.005mоl/L以上0.5mоl/L以下であってもよい。添加剤としては、例えばSEI(solid electrolyte interface)膜形成剤、ガス発生剤、難燃剤等が挙げられる。電解液に1種の添加剤が単独で含まれていてもよい。電解液に2種以上の添加剤が含まれていてもよい。電解液に2種以上の添加剤が含まれている場合、添加剤の濃度はすべての添加剤の合計濃度を示す。
SEI膜形成剤は、例えば負極活物質等の表面においてSEIの形成を促進する成分である。SEI膜形成剤は、例えばビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、LiB(C242、LiBF2(C24)、LiPF2(C242、プロパンサルトン(PS)、エチレンサルファイト(ES)等であってもよい。
ガス発生剤は過充電添加剤とも称されている。ガス発生剤は過充電時にガスを発生させ、例えば圧力によって作動する電流遮断機構(current interrupt device,CID)等の作動を促進し得る成分である。ガス発生剤は、例えばシクロヘキシルベンゼン(CHB)、ビフェニル(BP)等であってもよい。
難燃剤は電解液に難燃性を付与する成分である。難燃剤は例えばリン酸エステル、ホスファゼン化合物等であってもよい。
<リチウムイオン電池>
以下本実施形態のリチウムイオン電池が説明される。本実施形態のリチウムイオン電池は二次電池であってもよい。本実施形態のリチウムイオン電池は一次電池であってもよい。以下リチウムイオン電池が「電池」と略記され得る。
図1は本実施形態のリチウムイオン電池の構成の一例を示す概略図である。
電池100はリチウムイオン電池である。電池100はケース101を含む。ケース101は円筒形である。ただしケース101は角形であってもよい。ケース101は例えばステンレス、アルミニウム(Al)合金等により形成され得る。ケース101はアルミラミネートフィルム製のパウチ等であってもよい。ケース101は、例えばガス排出弁、CID等を備えていてもよい。
ケース101は電極群10および電解液(不図示)を収納している。電解液は本実施形態の電解液である。すなわち電池100は本実施形態の電解液を少なくとも含む。本実施形態の電解液の詳細は前述のとおりである。電池100は高出力を有することが期待される。本実施形態の電解液が高電導度を有し得るためと考えられる。
電池100はゲル電解質を含んでいてもよい。すなわち電池100はいわゆるリチウムイオンポリマー電池であってもよい。ゲル電解質は、高分子材料に電解液が浸透し、高分子材料が膨潤することにより形成され得る。ゲル電解質に含まれる電解液が本実施形態の電解液であることにより、出力の向上が期待される。ゲル電解質に含まれる高分子材料は、例えばポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロペン共重合体(PVdF-HFP)等であってもよい。
電極群10は正極11、負極12およびセパレータ13を含む。電極群10は巻回型である。すなわち電極群10は正極11、セパレータ13、負極12およびセパレータ13がこの順序で積層され、さらにこれらが渦巻状に巻回されることにより形成されている。
電極群10は積層(スタック)型であってもよい。すなわち電極群10は正極11および負極12が交互にそれぞれ1枚以上積層されることにより形成されていてもよい。正極11および負極12の各間にはセパレータ13がそれぞれ配置される。
《正極》
正極11は例えばシート状であってもよい。正極11は正極活物質を少なくとも含む。正極11は例えば正極集電体、導電材およびバインダ等をさらに含んでもよい。例えば正極活物質、導電材およびバインダを含む正極合材が正極集電体の表面に塗着されることにより、正極11が形成され得る。正極集電体は例えばAl箔等であってもよい。正極集電体は例えば5μm以上50μm以下の厚さを有してもよい。
正極活物質は典型的には粒子群である。正極活物質は例えば1μm以上30μm以下のd50を有してもよい。d50はレーザ回折散乱法によって得られる粒度分布において微粒側からの積算粒子体積が全粒子体積の50%になる粒径を示す。
正極活物質はLiイオンを吸蔵し、放出する。正極活物質は特に限定されるべきではない。正極活物質は例えばコバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(例えばLiMnO2、LiMn24等)、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(例えばLiNi1/3Co1/3Mn1/32等)、ニッケルコバルトアルミン酸リチウム(例えばLiNi0.82Co0.15Al0.032等)、リン酸鉄リチウム(LiFePO4)等であってもよい。正極11に1種の正極活物質が単独で含まれていてもよい。正極11に2種以上の正極活物質が含まれていてもよい。
導電材は電子伝導性を有する。導電材も特に限定されるべきではない。導電材は例えばカーボンブラック(例えばアセチレンブラック等)、炭素短繊維等であってもよい。導電材の含量は100質量部の正極活物質に対して、例えば0.1質量部以上10質量部以下であってもよい。
バインダは正極活物質(粒子)同士を結着する。バインダは正極活物質と正極集電体とを結着する。バインダも特に限定されるべきではない。バインダは例えばPVdF等であってもよい。バインダの含量は100質量部の正極活物質に対して、例えば0.1質量部以上10質量部以下であってもよい。
《負極》
負極12は例えばシート状であってもよい。負極12は負極活物質を少なくとも含む。負極12は例えば負極集電体およびバインダ等をさらに含んでもよい。例えば負極活物質およびバインダを含む負極合材が負極集電体の表面に塗着されることにより、負極12が形成され得る。負極集電体は例えば銅(Cu)箔等であってもよい。負極集電体は例えば5μm以上50μm以下の厚さを有してもよい。
負極活物質は典型的には粒子群である。負極活物質は例えば1μm以上30μm以下のd50を有してもよい。負極活物質はLiイオンを吸蔵し、放出する。負極活物質は特に限定されるべきではない。負極活物質は例えば黒鉛、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素、珪素、酸化珪素、珪素基合金、錫、酸化錫、錫基合金、リチウム(純金属)、リチウム合金(例えばLi-Al合金等)、チタン酸リチウム等であってもよい。負極12に1種の負極活物質が単独で含まれていてもよい。負極12に2種以上の負極活物質が含まれていてもよい。
バインダは負極活物質(粒子)同士を結着する。バインダは負極活物質と負極集電体とを結着する。バインダも特に限定されるべきではない。バインダは例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)およびスチレンブタジエンゴム(SBR)等であってもよい。バインダの含量は100質量部の負極活物質に対して、例えば0.1質量部以上10質量部以下であってもよい。
《セパレータ》
セパレータ13は電気絶縁性である。セパレータ13は正極11および負極12の間に配置されている。正極11および負極12はセパレータ13によって互いに隔離されている。セパレータ13は多孔質膜である。セパレータ13は電解液の透過を許す。セパレータ13は例えば10μm以上30μm以下の厚さを有してもよい。セパレータ13は例えばポリオレフィン製の多孔質膜等であってもよい。
セパレータ13は単層構造を有してもよい。セパレータ13は例えばポリエチレン(PE)製の多孔質膜のみから形成されていてもよい。セパレータ13は多層構造を有してもよい。セパレータ13は例えばポリプロピレン(PP)製の多孔質膜、PE製の多孔質膜およびPP製の多孔質膜がこの順序で積層されることにより形成されていてもよい。セパレータ13はその表面に耐熱膜を含んでもよい。耐熱膜は耐熱材料を含む。耐熱材料は例えばベーマイト、シリカ、チタニア等であってもよい。
以下本開示の実施例が説明される。ただし以下の説明は特許請求の範囲を限定するものではない。
<電解液の調製および電導度の測定>
下記表に示される電解液がそれぞれ調製された。各電解液の電導度がそれぞれ測定された。電導度は25℃での測定値である。
Figure 0007020208000002
<結果>
比較例1では環状カーボネート(EC)の単独溶媒が使用されている。比較例1は電導度が低い。溶媒が低粘性であるためと考えられる。
比較例2では鎖状カーボネート(DMC)の単独溶媒が使用されている。比較例2も電導度が低い。溶媒の解離能が低いためと考えられる。
比較例3では環状カーボネートおよび鎖状カーボネートの混合溶媒が使用されている。比較例3の溶媒組成は従来慣用されている。比較例3は比較例1および2に比して電導度が高い。環状カーボネートおよび鎖状カーボネートが混合されることにより、解離能と粘性とのバランスが改善したためと考えられる。比較例3の混合比は、ECおよびDMCの混合溶媒において、電導度が極大となる混合比であると考えられる。
実施例1では溶媒にMMFが含まれている。実施例1は比較例1~3に比して電導度が高い。実施例1および比較例3の結果から、単体のMMF(実施例1)は、ECおよびDMCの混合溶媒(比較例3)よりも、解離能および粘性のバランスに優れていると考えられる。
実施例1および2の結果から、少なくとも塩濃度が1.1mоl/L以上1.5mоl/L以下である範囲において高電導度が示されている。
実施例1および比較例2においてLi塩の解離度が測定された。結果は以下のとおりである。MMFの解離度は、DMCの解離度の約2倍であると考えられる。
実施例1:解離度=0.48
比較例2:解離度=0.24
上記の解離度は下記式(I)および(II)から算出される値である。下記式(II)はNernst-Einsteinの式である。
解離度=σ/σNE …(I)
σNE=(e0 2N/kT)(Dcation+Danion) …(II)
上記式(I)中「σ」は電解液の電導度を示し、電導度計により実測される。「σNE」は上記式(II)により算出される電導度である。上記式(II)中「N」はアボガドロ数を示す。「e0」は電気素量を示す。「k」はボルツマン定数を示す。「T」は絶対温度を示す。「Dcation」および「Danion」は拡散係数を示し、NMR法により実測される。
図2は溶媒組成と電導度との関係を示す第1グラフである。
図2には比較例1~3および実施例1、3~5の結果が示されている。DMCとECとの混合溶媒(DMC+EC)では、EC比率が30vоl%前後である場合に電導度が極大になると考えられる。
MMFとECとの混合溶媒(MMF+EC)は、DMC+ECと異なる推移を示している。すなわちMMF+ECでは、EC比率が低くなる程、電導度が向上している。MMF+ECでは、EC比率が0vоl%である(MMF比率が100vоl%である)場合に電導度が最も高くなっている。
図3は溶媒組成と電導度との関係を示す第2グラフである。
図3には比較例1~3および実施例1、6~8の結果が示されている。DMCとECとの混合溶媒(DMC+EC)では、DMC比率が70vоl%前後である場合に電導度が極大になると考えられる。
MMFとDMCとの混合溶媒(MMF+DMC)は、EC+DMCと異なる推移を示している。すなわちMMF+DMCでは、DMC比率が低くなる程、電導度が向上している。MMF+DMCでは、DMC比率が0vоl%である(MMF比率が100vоl%である)場合に電導度が最も高くなっている。
本開示の実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではない。特許請求の範囲の記載によって確定される技術的範囲は特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更を含む。
10 電極群、11 正極、12 負極、13 セパレータ、100 電池、101 ケース。

Claims (4)

  1. リチウムイオン電池用の電解液であって、
    溶媒およびリチウム塩を少なくとも含み、
    前記溶媒はメトキシメチルフォルメートを少なくとも含
    前記溶媒にメトキシメチルフォルメートが40vоl%以上含まれる、
    電解液。
  2. 前記溶媒にメトキシメチルフォルメートが60vоl%以上含まれる、
    請求項1に記載の電解液。
  3. 前記溶媒にメトキシメチルフォルメートが80vоl%以上含まれる、
    請求項2に記載の電解液。
  4. 請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の前記電解液を少なくとも含む、
    リチウムイオン電池。
JP2018049152A 2018-03-16 2018-03-16 電解液およびリチウムイオン電池 Active JP7020208B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018049152A JP7020208B2 (ja) 2018-03-16 2018-03-16 電解液およびリチウムイオン電池
US16/294,334 US10930976B2 (en) 2018-03-16 2019-03-06 Electrolyte solution and lithium ion battery
CN201910174787.6A CN110277588B (zh) 2018-03-16 2019-03-08 电解液和锂离子电池
KR1020190030004A KR102216076B1 (ko) 2018-03-16 2019-03-15 전해액 및 리튬 이온 전지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018049152A JP7020208B2 (ja) 2018-03-16 2018-03-16 電解液およびリチウムイオン電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019160719A JP2019160719A (ja) 2019-09-19
JP7020208B2 true JP7020208B2 (ja) 2022-02-16

Family

ID=67904199

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018049152A Active JP7020208B2 (ja) 2018-03-16 2018-03-16 電解液およびリチウムイオン電池

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10930976B2 (ja)
JP (1) JP7020208B2 (ja)
KR (1) KR102216076B1 (ja)
CN (1) CN110277588B (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7468419B2 (ja) * 2021-03-23 2024-04-16 株式会社豊田中央研究所 イオン伝導度評価装置及びイオン伝導度評価方法並びに電解液設計装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011003959A1 (de) 2009-07-07 2011-01-13 Continental Automotive Gmbh Elektrolytmischung und dessen verwendung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2780480B2 (ja) 1990-10-25 1998-07-30 松下電器産業株式会社 非水電解液二次電池
JP3444607B2 (ja) * 1992-07-07 2003-09-08 三菱化学株式会社 リチウム二次電池用電解液
JPH1092222A (ja) * 1996-09-17 1998-04-10 Tokuyama Sekiyu Kagaku Kk 電解液用溶媒
JPH1092221A (ja) * 1996-09-17 1998-04-10 Showa Denko Kk 電解液及びそれを用いた高分子ゲル電解質、及びその用途
JP2012069322A (ja) * 2010-09-22 2012-04-05 Sony Corp 非水電解質および非水電解質電池
JP5846031B2 (ja) 2012-04-26 2016-01-20 Tdk株式会社 リチウムイオン二次電池及び非水電解液
JP6296597B2 (ja) * 2013-10-16 2018-03-20 学校法人 関西大学 リチウムイオン二次電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011003959A1 (de) 2009-07-07 2011-01-13 Continental Automotive Gmbh Elektrolytmischung und dessen verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
KR102216076B1 (ko) 2021-02-16
US10930976B2 (en) 2021-02-23
CN110277588A (zh) 2019-09-24
KR20190109305A (ko) 2019-09-25
US20190288341A1 (en) 2019-09-19
CN110277588B (zh) 2022-07-15
JP2019160719A (ja) 2019-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7116314B2 (ja) 非水電解液電池用電解液及びそれを用いた非水電解液電池
JP7116311B2 (ja) 非水電解液電池用電解液及びそれを用いた非水電解液電池
US20160020492A1 (en) Lithium ion secondary battery
CN110311170B (zh) 电解液和锂离子电池
JP7276957B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP7020208B2 (ja) 電解液およびリチウムイオン電池
JP6911744B2 (ja) リチウムイオン二次電池
CN116323628B (zh) 化合物、包含该化合物的二次电池用电解液和包含该电解液的二次电池
JPWO2018168272A1 (ja) 非水電解質二次電池用正極及び非水電解質二次電池
JP2013069512A (ja) 非水電解液、リチウムイオン二次電池、及び、モジュール
JP6939636B2 (ja) 電解液およびリチウムイオン電池
JP2020077575A (ja) リチウムイオン二次電池
JP6702345B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP2020021631A (ja) 非水電解液二次電池
EP4207421A1 (en) Additive for non-aqueous electrolyte, non-aqueous electrolyte, and power storage device
EP4167337A1 (en) Additive for non-aqueous electrolyte, non-aqueous electrolyte, and power storage device
JP7276956B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JP7092525B2 (ja) リチウムイオン二次電池用電解液組成物およびリチウムイオン二次電池
JP6760345B2 (ja) 非水電解液二次電池用負極
JP2018195518A (ja) 非水電解質およびこれを備える電池
KR20230169345A (ko) 전지용 비수 전해액, 리튬 이차 전지 전구체, 리튬 이차 전지의 제조 방법, 및 리튬 이차 전지
KR20240064422A (ko) 리튬 이차전지
JP2013045645A (ja) 非水電解液、リチウムイオン二次電池、及び、モジュール
JP2017135038A (ja) リチウムイオン二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201125

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210913

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20211019

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211213

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: 20220104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220117

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7020208

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151