JP7337515B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7337515B2 JP7337515B2 JP2019043260A JP2019043260A JP7337515B2 JP 7337515 B2 JP7337515 B2 JP 7337515B2 JP 2019043260 A JP2019043260 A JP 2019043260A JP 2019043260 A JP2019043260 A JP 2019043260A JP 7337515 B2 JP7337515 B2 JP 7337515B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- aqueous electrolyte
- layer
- battery
- negative electrode
- electrolyte battery
- 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
Images
Classifications
-
- 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
- Cell Separators (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本実施形態の非水電解液電池に係る負極の形成には、第1の方法として、Liと合金化しない金属基材層(以下、単に「基材層」ともいう。)とAl金属層(以下、単に「Al層」ともいう。)とを接合して形成した積層金属箔の、Al層の表面に、Li箔を貼り合わせるなどの方法によりLi層が形成された積層体(負極前駆体)を使用する方法、及び、第2の方法として、Li箔を貼り合わせずに、基材層とAl層とを接合して形成した積層金属箔(負極前駆体)のみを使用する方法がある。これらの第1の方法及び第2の方法は、放電時に負極の形状を安定にし、次回の充電を容易にするために、負極に集電体を用いる方法である。一方、第3の方法として、負極に集電体を用いずに、Al箔のみを負極前駆体として使用する方法がある。
セパレータには不織布や微多孔膜(微多孔性フィルム)が使用されるが、その素材としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、エチレン-プロピレン共重合体などのポリオレフィンが使用できるほか、電池の用途との関係で耐熱性が要求される場合には、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)などのフッ素樹脂、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリメチルペンテン、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、セルロースなども使用することができる。不織布や微多孔膜の素材は、前記例示のもののうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を用いてもよい。また、セパレータとなる不織布や微多孔膜は、前記例示の素材で構成された単層構造のもののほか、例えば、異なる素材で構成された複数枚の不織布や微多孔膜を積層した積層構造のものを用いることもできる。
本実施形態の非水電解液電池に係る非水電解液には、有機溶媒中に、リチウム塩を溶解させた溶液を使用するが、前記非水電解液は、前記有機溶媒として、下記一般式(1)で表されるプロピオン酸化合物を含む。但し、下記一般式(1)中、R’は、炭素数が3~7のアルキル基である。
本実施形態の非水電解液電池に係る正極には、例えば、正極活物質、導電助剤及びバインダなどを含有する正極合剤層を、集電体の片面又は両面に有する構造のものが使用できる。また、前記正極活物質としては、リチウム含有ニッケル層状酸化物を含む正極活物質を用いることが好ましい。
本実施形態の非水電解液電池において、正極と負極とは、例えば、セパレータを介して重ねて構成した電極体、前記電極体を更に渦巻状に巻回して形成された巻回電極体、又は複数の正極と複数の負極とを交互に積層した積層電極体の形態で使用される。
本実施形態の非水電解液電池は、例えば、電極体を外装体内に装填し、更に外装体内に非水電解液を注入して非水電解液中に電極体を浸漬させた後、外装体の開口部を封止することで製造される。外装体には、スチール製やアルミニウム製、アルミニウム合金製の外装缶や、金属を蒸着したラミネートフィルムで構成される外装体などを用いることができる。
<正極の作製>
先ず、正極活物質であるLiNi0.5Co0.2Mn0.3O2で表されるリチウム含有ニッケル層状酸化物:97質量部と、導電助剤であるアセチレンブラック:1.5質量部と、バインダであるPVDF:1.5質量部とを、NMPに分散させた正極合剤含有スラリーを調製した。次に、この正極合剤含有スラリーを厚さ12μmのAl箔の両面に塗布し、乾燥し、プレス処理を行うことにより、Al箔集電体の両面に、それぞれ片面あたり13.0mg/cm2の質量の正極合剤層を形成した。更に、正極合剤層のプレス処理を行うことにより、長さ970mm、幅43.5mmの大きさの帯状の正極を作製した。但し、スラリーの塗布面の一部には正極合剤層を形成せず、Al箔が露出する箇所を設け、そのAl箔が露出する箇所に、電池外部との導電接続のためのAl製のリード体を超音波溶接した。
厚さ70μm、長さ1045mm、幅44.5mmの大きさの帯状のAl箔を負極前駆体として用いた。但し、前記Al箔の端部に、電池外部との導電接続のためのNi製のリード体を超音波溶接した。
前記正極と前記負極前駆体とを、セルロース製の不織布(厚み:20μm、空孔率:69%、透気度:6秒/100ml)を介して積層し、渦巻き状に巻回した後、押しつぶして扁平状の巻回電極体を作製した。
プロピレンカーボネート(PC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)と、プロピオン酸プロピル(PP)との体積比17:63:20の混合溶媒に、LiBF4を1.2mol/Lの濃度で溶解させ、更にアジポニトリルを3質量%、リン酸トリス(トリメチルシリル:TMSP)を2質量%となる量で添加することで、非水電解液を調製した。
103450サイズで板厚が0.8mmのAl合金製の外装缶に、前記巻回電極体及び前記非水電解液を封入することにより、定格容量が1000mAhで、図2及び図3に示す角形の非水電解液電池を作製した。
<電極体の作製>
実施例1と同様に作成した正極と実施例1と同様の負極前駆体とを、総厚さ20μmのPP/PE/PP製の3層積層微多孔フィルム(空孔率:46%、透気度:330秒/100ml)を介して積層し、渦巻き状に巻回した後、押しつぶして扁平状の巻回電極体を作製した。
プロピレンカーボネート(PC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)との体積比17:83の混合溶媒に、LiBF4を1.2mol/Lの濃度で溶解させ、更にアジポニトリルを3質量%、リン酸トリス(トリメチルシリル:TMSP)を2質量%となる量で添加することで、非水電解液を調製した。
上記電極体および非水電解液を用いた以外は、実施例1と同様にして非水電解液電池を作製した。
<非水電解液の作製>
プロピレンカーボネート(PC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)との体積比17:83の混合溶媒に、LiBF4を1.2mol/Lの濃度で溶解させ、更にアジポニトリルを3質量%、リン酸トリス(トリメチルシリル:TMSP)を2質量%となる量で添加することで、非水電解液を調製した。
上記非水電解液を用いた以外は、実施例1と同様にして非水電解液電池を作製した。
<電極体の作製>
実施例1と同様に作成した正極と実施例1と同様の負極前駆体とを、総厚さ20μmのPP/PE/PP製の3層積層微多孔フィルム(空孔率:46%、透気度:330秒/100ml)を介して積層し、渦巻き状に巻回した後、押しつぶして扁平状の巻回電極体を作製した。
上記電極体を用いた以外は、実施例1と同様にして非水電解液電池を作製した。
次に、上記化成処理後の各電池について、1000mAの定電流で、電圧が3.8Vになるまで定電流充電を行い、その後、3.8Vの定電圧で充電電流が12mAになるまで定電圧充電を行った。その後、充電後の各電池を、100℃の恒温槽に入れて、70日間保持した。その70日間保持後の各電池を恒温槽から取り出し、各電池の外装缶の厚さを測定し、化成工程前の各電池の外装缶の厚さとの差を電池の膨れ:Δt2として求めた。
Δt1およびΔt2について、その結果を表1に示す。
-20℃の5W放電時の最初の10秒経過後の電圧と、放電時間の結果を表2に示す。
2 負極
3 セパレータ
4 外装缶
5 絶縁体
6 巻回電極体
7 正極リード体
8 負極リード体
9 蓋板
10 絶縁パッキング
11 端子
12 絶縁体
13 リード板
14 非水電解液注入口
15 開裂ベント
100 負極前駆体
101 積層金属箔
101a 金属基材層
101b Al金属層
102 Li箔
Claims (9)
- 正極、負極、非水電解液及びセパレータを含む非水電解液電池であって、
前記負極は、表面側にLi-Al合金が形成されたAl活性層を含み、
前記セパレータは、空孔率が55%以上でかつ透気度が100秒/100ml以下であり、
前記非水電解液は、リチウム塩及び有機溶媒を含み、
前記非水電解液は、前記有機溶媒として、下記一般式(1)で表されるプロピオン酸化合物を含み、
前記プロピオン酸化合物の含有量は、前記全有機溶媒中において、5体積%以上90体積%以下であり、
前記Al活性層におけるLiとAlとの合計を100原子%としたときのLiの含有量が、充電終了時に、15原子%以上、48原子%以下であることを特徴とする非水電解液電池。
前記一般式(1)中、R’は、炭素数3~7のアルキル基である。
- 前記セパレータは、不織布である請求項1に記載の非水電解液電池。
- 前記非水電解液は、前記有機溶媒として、プロピレンカーボネートを更に含む請求項1又は2に記載の非水電解液電池。
- 前記リチウム塩は、LiBF4を含む請求項1~3のいずれか1項に記載の非水電解液電池。
- 前記非水電解液は、前記一般式(2)で表される基を分子内に有するリン酸化合物として、リン酸トリス(トリメチルシリル)を含む請求項5に記載の非水電解液電池。
- 前記非水電解液は、ニトリル化合物を更に含む請求項1~6のいずれか1項に記載の非水電解液電池。
- 前記非水電解液は、前記ニトリル化合物として、スベロニトリル、ピメロニトリル及びアジポニトリルからなる群から選択される少なくとも1種を含む請求項7に記載の非水電解液電池。
- 前記非水電解液は、1-プロペン-1,3-スルトンを更に含む請求項1~8のいずれか1項に記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019043260A JP7337515B2 (ja) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019043260A JP7337515B2 (ja) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020149763A JP2020149763A (ja) | 2020-09-17 |
JP7337515B2 true JP7337515B2 (ja) | 2023-09-04 |
Family
ID=72430725
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019043260A Active JP7337515B2 (ja) | 2019-03-11 | 2019-03-11 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7337515B2 (ja) |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010533359A (ja) | 2007-07-11 | 2010-10-21 | ノボライト テクノロジーズ,インク. | 非水電解液及びそれを含む電気化学電池 |
JP2013235821A (ja) | 2012-04-09 | 2013-11-21 | Gs Yuasa Corp | 蓄電素子 |
JP2014049443A (ja) | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池用非水電解質およびこれを含むリチウム二次電池 |
WO2014185344A1 (ja) | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 日産自動車株式会社 | 非水電解液系二次電池 |
WO2016039323A1 (ja) | 2014-09-08 | 2016-03-17 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池、その製造方法、および非水電解液電池システム |
WO2016063865A1 (ja) | 2014-10-21 | 2016-04-28 | 日本電気株式会社 | フィルム外装電池およびそれを備えた電池モジュール |
WO2016104468A1 (ja) | 2014-12-24 | 2016-06-30 | 宇部興産株式会社 | 非水電解液及びそれを用いた蓄電デバイス |
WO2017002981A1 (ja) | 2015-07-02 | 2017-01-05 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解質電池およびその製造方法 |
JP2017504145A (ja) | 2013-11-18 | 2017-02-02 | ビーエーエスエフ コーポレーション | リチウムイオン電池のための4.2v以上の正極材料と一緒に使用するための非水電解質溶液におけるリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(lifsi)の使用 |
WO2017138361A1 (ja) | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池 |
WO2017155035A1 (ja) | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 日立マクセル株式会社 | タイヤ空気圧検出システム |
WO2017154592A1 (ja) | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池 |
WO2017169684A1 (ja) | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液一次電池およびその製造方法 |
WO2018123085A1 (ja) | 2016-12-26 | 2018-07-05 | マクセルホールディングス株式会社 | 非水電解液二次電池 |
WO2018168502A1 (ja) | 2017-03-13 | 2018-09-20 | 日本ゼオン株式会社 | 非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極および非水系二次電池 |
WO2018180372A1 (ja) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 日本電気株式会社 | 二次電池およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09147910A (ja) * | 1995-11-22 | 1997-06-06 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
-
2019
- 2019-03-11 JP JP2019043260A patent/JP7337515B2/ja active Active
Patent Citations (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010533359A (ja) | 2007-07-11 | 2010-10-21 | ノボライト テクノロジーズ,インク. | 非水電解液及びそれを含む電気化学電池 |
JP2013235821A (ja) | 2012-04-09 | 2013-11-21 | Gs Yuasa Corp | 蓄電素子 |
JP2014049443A (ja) | 2012-08-29 | 2014-03-17 | Samsung Sdi Co Ltd | リチウム二次電池用非水電解質およびこれを含むリチウム二次電池 |
WO2014185344A1 (ja) | 2013-05-17 | 2014-11-20 | 日産自動車株式会社 | 非水電解液系二次電池 |
JP2017504145A (ja) | 2013-11-18 | 2017-02-02 | ビーエーエスエフ コーポレーション | リチウムイオン電池のための4.2v以上の正極材料と一緒に使用するための非水電解質溶液におけるリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(lifsi)の使用 |
WO2016039323A1 (ja) | 2014-09-08 | 2016-03-17 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池、その製造方法、および非水電解液電池システム |
JP2016192394A (ja) | 2014-09-08 | 2016-11-10 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池、およびその製造方法 |
WO2016063865A1 (ja) | 2014-10-21 | 2016-04-28 | 日本電気株式会社 | フィルム外装電池およびそれを備えた電池モジュール |
WO2016104468A1 (ja) | 2014-12-24 | 2016-06-30 | 宇部興産株式会社 | 非水電解液及びそれを用いた蓄電デバイス |
WO2017002981A1 (ja) | 2015-07-02 | 2017-01-05 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解質電池およびその製造方法 |
WO2017138361A1 (ja) | 2016-02-09 | 2017-08-17 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池 |
WO2017154592A1 (ja) | 2016-03-07 | 2017-09-14 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液電池 |
WO2017155035A1 (ja) | 2016-03-09 | 2017-09-14 | 日立マクセル株式会社 | タイヤ空気圧検出システム |
WO2017169684A1 (ja) | 2016-03-30 | 2017-10-05 | 日立マクセル株式会社 | 非水電解液一次電池およびその製造方法 |
WO2018123085A1 (ja) | 2016-12-26 | 2018-07-05 | マクセルホールディングス株式会社 | 非水電解液二次電池 |
WO2018168502A1 (ja) | 2017-03-13 | 2018-09-20 | 日本ゼオン株式会社 | 非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極および非水系二次電池 |
WO2018180372A1 (ja) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | 日本電気株式会社 | 二次電池およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020149763A (ja) | 2020-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6775500B2 (ja) | 非水電解質電池およびその製造方法 | |
JP6139776B2 (ja) | 非水電解液電池、およびその製造方法 | |
JP5783425B2 (ja) | 非水電解質二次電池の製造方法 | |
JP7169772B2 (ja) | 非水電解液電池及びその製造方法 | |
WO2017138361A1 (ja) | 非水電解液電池 | |
TW200814398A (en) | Secondary battery | |
WO2017047018A1 (ja) | 電池 | |
WO2017154592A1 (ja) | 非水電解液電池 | |
JP2017162554A (ja) | 非水電解液電池 | |
JP5145693B2 (ja) | 非水電解質二次電池とその製造方法 | |
CN112018342A (zh) | 正极活性物质和使用该正极活性物质的二次电池 | |
JP2019175786A (ja) | 非水電解液電池 | |
WO2014141932A1 (ja) | リチウム二次電池 | |
WO2020202661A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2019129147A (ja) | 非水電解質電池 | |
JP7026000B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
JP7337515B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
JP7277626B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
WO2019031117A1 (ja) | 非水電解液電池 | |
WO2015037522A1 (ja) | 非水二次電池 | |
JP6701511B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP6701510B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP7308641B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
US20220367916A1 (en) | Electrolyte and lithium metal secondary battery comprising same | |
JP4737949B2 (ja) | 非水電解質二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211223 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220930 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221012 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221208 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230328 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230425 |
|
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: 20230801 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230823 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7337515 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |