JP7355931B2 - 電気化学装置及びそれを含む電子装置 - Google Patents
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Description
a)プロピオン酸エステルと、
b)シアノ基を有する化合物と、
c)ジフルオロリン酸リチウムと、
d)式1で示される化合物と、
のうちの少なくとも一種の化合物を含み、
前記負極は負極活物質層を含み、接触角測定法で測定された、前記負極活物質層の非水溶媒に対する接触角は60°以下である。
a)酸化電位は4.5V以上であり、且つ還元電位は0.5V以下であることと、
b)表面張力は30mN/m以下であることと、
のうちの少なくとも一つの特徴を有する。
R2はC1-C6アルキル基及びC1-C6ハロアルキル基から選択される。
ここで、A1は、C2-20アルキル基、C2-20ハロアルキル基、C2-20アルケニル基、C2-20ハロアルケニル基、C2-20アルキニル基、C2-20ハロアルキニル基、C6-30アリール基、及びC6-30ハロアリール基からなる群から選択され、
A2は、C2-20アルキレン基、C2-20ハロアルキレン基、C2-20アルケニレン基、C2-20ハロアルケニレン基、C2-20アルキニレン基、C2-20ハロアルキニレン基、C6-30アリーレン基、C6-30ハロアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、スルフェニル基、エーテル基、チオエーテル基、ボリン酸基、及びボリル基から選択され、
A3は、C2-20アルキレン基、C2-20ハロアルキレン基、C2-20アルケニレン基、C2-20ハロアルケニレン基、C2-20アルキニレン基、C2-20ハロアルキニレン基、C6-30アリーレン基、C6-30ハロアリーレン基、C2-20アルコキシ基から選択され、置換の場合、置換基はハロゲン基であり、
A4及びA5は、それぞれ独立して、C1-20アルキレン基、C2-20ハロアルキレン基、C2-20アルケニレン基、C2-20ハロアルケニレン基、C2-20アルキニレン基、C2-20ハロアルキニレン基、C6-30アリーレン基、及びC6-30ハロアリーレン基からなる群から選択され、
nは0~5の整数である。
負極は、負極集電体、及び前記負極集電体の一つ又は二つの表面上に配置される負極活物質層を含む。
負極活物質層は負極活物質を含む。負極活物質層は、単層でも多層でもよく、多層負極活物質における各層は、同様な、又は異なる負極活物質を含んでもよい。負極活物質は、可逆的にリチウムイオンなどの金属イオンを吸蔵及び放出することができる任意のものである。いくつかの実施例において、充電期間中にリチウム金属が意図せずに負極上に析出することを防ぐため、負極活物質の充電可能容量は正極活物質の放電容量より大きい。
本発明の電気化学装置の一つの主な特徴は、接触角測定法で測定された、前記負極活物質層の非水溶媒に対する接触角は60°以下である。いくつかの実施例において、接触角測定法で測定された、前記負極活物質層の非水溶媒に対する接触角は50°以下である。いくつかの実施例において、接触角測定法で測定された、前記負極活物質層の非水溶媒に対する接触角は30°以下である。負極活物質層が非水溶媒に対して上記のような接触角を有する場合、負極活物質層は、界面に欠陥が少なく、電気化学装置の充放電サイクルで安定性が良好であり、電気化学装置のサイクル特性及び高温保存特性が確保される。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記負極活物質層の孔隙率は10%~60%である。いくつかの実施例において、前記負極活物質層の孔隙率は15%~50%である。いくつかの実施例において、前記負極活物質層の孔隙率は20%~40%である。いくつかの実施例において、前記負極活物質層の孔隙率は25%~30%である。いくつかの実施例において、前記負極活物質層の孔隙率は10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%であり、又は以上の任意の二つの数値からなる範囲内にある。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記負極活物質層は炭素材料を含む。
(a)比表面積(BET)が5m2/g未満であることと、
(b)メディアン径(D50)が5μm~30μmであることと、
のうちの少なくとも一つの特徴を有する。
いくつかの実施例において、前記炭素材料は5m2/g未満の比表面積を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料は3m2/g未満の比表面積を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料は1m2/g未満の比表面積を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料は0.1m2/g超の比表面積を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料は0.7m2/g未満の比表面積を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料は0.5m2/g未満の比表面積を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料の比表面積は上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。前記炭素材料の比表面積が上記の範囲内にある場合、リチウムが電極の表面に析出することを抑制し、負極と電解液との反応によるガス発生を抑制することができる。
前記炭素材料のメディアン径(D50)とは、レーザ回折/散乱法で得られた体積基準の平均粒子径を指す。いくつかの実施例において、前記炭素材料は5μm~30μmのメディアン径(D50)を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料は10μm~25μmのメディアン径(D50)を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料は15μm~20μmのメディアン径(D50)を有する。いくつかの実施例において、前記炭素材料は1μm、3μm、5μm、7μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm又は以上の任意の二つの数値の範囲内にあるメディアン径(D50)を有する。前記炭素材料のメディアン径が上記の範囲内にある場合、電気化学装置の不可逆な容量が比較的に小さく、且つ負極に均一に塗布されやすい。
本発明のいくつかの実施例によれば、学振法に基づくX線回折スペクトルにおいて、前記炭素材料の格子面(002面)の層間距離が、0.335nm~0.360nmの範囲内にあり、0.335nm~0.350nmの範囲内にあり、又は0.335nm~0.345nmの範囲内にある。
いくつかの実施例において、前記炭素材料のタップ密度は、0.1g/cm3超、0.5g/cm3超、0.7g/cm3超、又は1g/cm3超である。いくつかの実施例において、前記炭素材料のタップ密度は、2g/cm3未満、1.8g/cm3未満、又は1.6g/cm3未満である。いくつかの実施例において、前記炭素材料のタップ密度は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。炭素材料のタップ密度が上記の範囲内にある場合、電気化学装置の容量を確保することができるとともに、炭素材料の粒子間の抵抗の増加を抑制することができる。
いくつかの実施例において、前記炭素材料の配向比は、0.005超、0.01超、又は0.015超である。いくつかの実施例において、前記炭素材料の配向比は、0.67未満である。いくつかの実施例において、前記炭素材料の配向比は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。炭素材料の配向比が上記の範囲内にある場合、電気化学装置に優れた高密度充放電特性を持たせることができる。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット:発散スリット=0.5度;受光スリット=0.15mm;散乱スリット=0.5度
・測定範囲とステップ角/測定時間(「2θ」は回折角を示す):
(110)面:75度≦2θ≦580度1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度1度/60秒
いくつかの実施例において、前記炭素材料のアスペクト比は、1超、2超、又は3超である。いくつかの実施例において、前記炭素材料のアスペクト比は、10未満、8未満、又は5未満である。いくつかの実施例において、前記炭素材料のアスペクト比は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記負極活物質層はさらに、モリブデン、鉄、及び銅のうちの少なくとも一種の金属を含む。それらの金属元素は、負極活物質における導電能力の悪い有機物の一部と反応することができ、それによって、負極活物質の表面の成膜に有利である。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記負極活物質層はさらに助剤を含む。
(a)酸化電位は4.5V以上であり、且つ還元電位は0.5V以下であることと、
(b)表面張力は30mN/m以下であることと、
のうちの少なくとも一つの特徴を有する。
いくつかの実施例において、前記助剤の酸化電位は4.5V以上であり、且つ還元電位は0.5V以下である。いくつかの実施例において、前記助剤の酸化電位は5V以上であり、且つ還元電位は0.3V以下である。上記の酸化/還元電位を有する助剤は、電気化学特性が安定で、電気化学装置のサイクル特性及び高温保存特性の改善に有利である。
いくつかの実施例において、前記助剤の表面張力は30mN/m以下である。いくつかの実施例において、前記助剤の表面張力は25mN/m以下である。いくつかの実施例において、前記助剤の表面張力は20mN/m以下である。いくつかの実施例において、前記助剤の表面張力は15mN/m以下である。いくつかの実施例において、前記助剤の表面張力は10mN/m以下である。前記助剤の表面張力は、固形分が1%の助剤水溶液の条件下で測定されたものである。上記の表面張力を有する助剤は、負極活物質層に良好な界面を持たせ、電気化学装置のサイクル特性及び高温保存特性の改善に有利である。
本発明のいくつかの実施例によれば、前記負極活物質層はさらにノニオン界面活性剤を含む。いくつかの実施例において、前記ノニオン界面活性剤は、ポリオキシエチレンエーテル、ポリオールエステル、アミド、及びブロックポリエーテルのうちの少なくとも一種を含む。
ケイ素及び/又はスズを含む材料
本発明のいくつかの実施例によれば、前記負極活物質層はさらに、ケイ素含有材料、スズ含有材料、合金材料のうちの少なくとも一種を含む。本発明のいくつかの実施例によれば、前記負極活物質層はさらに、ケイ素含有材料、及びスズ含有材料のうちの少なくとも一種を含む。いくつかの実施例において、前記負極活物質層はさらに、ケイ素含有材料、ケイ素炭素複合材料、ケイ素酸素材料、合金材料、及びリチウム含有金属複合酸化物材料のうちの一種又は多種を含む。いくつかの実施例において、前記負極活物質層はさらに、例えば、一種又は多種のリチウムと合金を形成することができる金属元素及び半金属元素を含む材料などの他の種類の負極活物質を含む。いくつかの実施例において、前記金属元素及び半金属元素の実例は、Mg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr、Y、Pd、及びPtを含むが、それらに限定されない。いくつかの実施例において、前記金属元素及び半金属元素の実例は、Si、Sn、及びそれらの組み合わせを含む。Si及びSnは、優れたリチウムイオン放出能力を有し、リチウムイオン電池に高いエネルギー密度を与えることができる。いくつかの実施例において、他の種類の負極活物質はさらに、金属酸化物、及び高分子化合物の一種又は多種を含む。いくつかの実施例において、前記金属酸化物は、酸化鉄、酸化ルテニウム、及び酸化モリブデンを含むが、それらに限定されない。いくつかの実施例において、前記高分子化合物は、ポリアセチレン、ポリアニリン、及びポリピロールを含むが、それらに限定されない。
いくつかの実施例において、前記負極活物質層はさらに、負極導電材料を含み、当該導電材料は、化学変化を起こさない限り、あらゆる導電材料を含んでもよい。導電材料の制限ではない例示は、炭素による材料(例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー等)、導電性重合体(例えば、ポリフェニレン誘導体)、及びそれらの混合物を含む。
いくつかの実施例において、前記負極活物質層はさらに、負極粘着剤を含む。負極粘着剤は、負極活物質粒子同士の粘着及び負極活物質と集電体との粘着を向上させることができる。負極粘着剤の種類は特に制限されず、電解液又は電極製造時に用いられる溶媒に対して安定な材料であればよい。
負極スラリーを形成するための溶媒の種類は特に制限されず、負極活物質、負極バインダー、ならびに必要に応じて用いられた増粘剤及び導電材料を溶解又は分散させることができる溶媒であればよい。いくつかの実施例において、負極スラリーを形成するための溶媒は、水系溶媒及び有機系溶媒のいずれか一種を使用してもよい。水系溶媒の実例は、水、アルコールなどを含むが、それらに限定されない。有機系溶媒の実例は、N-メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチレントリアミン、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等を含むが、それらに限定されない。上記の溶媒は単独で、又は任意に組み合わせて使用してもよい。
増粘剤は、通常、負極スラリーの粘度を調整するために使用されるものである。増粘剤の種類は特に制限されず、その実例は、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化デンプン、リン酸化デンプン、カゼイン及びそれらの塩を含むが、それらに限定されない。上記の増粘剤は単独で、又は任意に組み合わせて使用してもよい。
いくつかの実施例において、負極活物質層は表面にその組成と異なる物質を付着してもよい。負極活物質層の表面付着物質の実例は、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマスなどの酸化物;硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩;炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等を含むが、それらに限定されない。
いくつかの実施例において、負極活物質層の総重量に対して、負極活物質の含有量は80wt%超、82wt%超、又は84wt%超である。いくつかの実施例において、負極活物質層の総重量に対して、負極活物質の含有量は99wt%未満、又は、98wt%未満である。いくつかの実施例において、負極活物質層の総重量に対して、負極活物質の含有量は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。
負極活物質層の厚さとは、負極集電体のいずれかの片側にある負極活物質層の厚さを指す。いくつかの実施例において、負極活物質層の厚さは、15μm超、20μm超、又は30μm超である。いくつかの実施例において、負極活物質層の厚さは、300μm未満、280μm未満、又は250μm未満である。いくつかの実施例において、負極活物質層の厚さは、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。
いくつかの実施例において、負極活物質層における負極活物質の密度は1g/cm3超、1.2g/cm3超、又は1.3g/cm3超である。いくつかの実施例において、負極活物質層における負極活物質の密度は2.2g/cm3未満、2.1g/cm3未満、2.0g/cm3未満、又は1.9g/cm3未満である。いくつかの実施例において、負極活物質層における負極活物質の密度は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。
負極活物質を保持するための集電体として、任意の公知の集電体が用いられる。負極集電体の実例は、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルめっき鋼等の金属材料を含むが、それらに限定されない。いくつかの実施例において、負極集電体は銅である。
本発明の電気化学装置に使用される電解液は電解質及び当該電解質を溶解させる溶媒を含む。いくつかの実施例において、本発明の電気化学装置に使用される電解液はさらに、添加剤を含む。
a)プロピオン酸エステルと、
b)シアノ基を有する化合物と、
c)ジフルオロリン酸リチウムと、
d)式1で示される化合物と、
のうちの少なくとも一種の化合物を含み、
本発明のいくつかの実施例によれば、前記プロピオン酸エステルは式2を有し、
R2はC1-C6アルキル基及びC1-C6ハロアルキル基から選択される。
シアノ基を有する化合物は、特に制限されず、分子内に少なくとも1個のシアノ基を有する有機化合物であればよい。
いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジフルオロリン酸リチウムの含有量は、0.01wt%~15wt%である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジフルオロリン酸リチウムの含有量は、0.05wt%~12wt%である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジフルオロリン酸リチウムの含有量は、0.1wt%~10wt%である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジフルオロリン酸リチウムの含有量は、0.5wt%~8wt%である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジフルオロリン酸リチウムの含有量は、1wt%~5wt%である。いくつかの実施例において、前記電解液の総重量に対して、前記ジフルオロリン酸リチウムの含有量は、2wt%~4wt%である。
いくつかの実施例において、前記電解液は、さらに先行技術で既知されたいずれの電解液の溶媒として用いられる非水溶媒を含む。
いくつかの実施例において、前記添加剤の実例は、フッ素化炭酸エステル、炭素炭素二重結合を含む炭酸ビニルエステル、硫黄酸素二重結合を含む化合物及び酸無水物のうちの一種又は多種を含むが、それらに限定されない。
電解質は、特に制限されず、任意に電解質として公知されたものを用いてもよい。リチウム二次電池の場合、通常、リチウム塩が用いられる。電解質の実例は、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAlF4、LiSbF6、LiTaF6、LiWF7等の無機リチウム塩;LiWOF5等のタングステン酸リチウム類;HCO2Li、CH3CO2Li、CH2FCO2Li、CHF2CO2Li、CF3CO2Li、CF3CH2CO2Li、CF3CF2CO2Li、CF3CF2CF2CO2Li、CF3CF2CF2CF2CO2Li等のカルボン酸リチウム塩類;FSO3Li、CH3SO3Li、CH2FSO3Li、CHF2SO3Li、CF3SO3Li、CF3CF2SO3Li、CF3CF2CF2SO3Li、CF3CF2CF2CF2SO3Li等のスルホン酸リチウム塩類;LiN(FCO)2、LiN(FCO)(FSO2)、LiN(FSO2)2、LiN(FSO2)(CF3SO2)、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンビススルホンイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンビススルホンイミド、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)等のイミドリチウム塩類;LiC(FSO2)3、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2F5SO2)3等のリチウムメチラート塩類;リチウムビス(マロネート)ボレート、リチウムジフルオロ(マロネート)ボレート等のリチウム(マロネート)ボレート塩類;リチウムトリス(マロネート)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(マロネート)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(マロネート)ホスフェート等のリチウム(マロネート)ホスフェート塩類;及び、LiPF4(CF3)2、LiPF4(C2F5)2、LiPF4(CF3SO2)2、LiPF4(C2F5SO2)2、LiBF3CF3、LiBF3C2F5、LiBF3C3F7、LiBF2(CF3)2、LiBF2(C2F5)2、LiBF2(CF3SO2)2、LiBF2(C2F5SO2)2等のフッ素含有有機リチウム塩類;リチウムジフルオロオキサレートボレート、リチウムビス(オキサレート)ボレート等のオキサレートボレート塩類;リチウムテトラフルオロオキサレートホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサレート)ホスフェート、リチウムトリス(オキサレート)ホスフェート等のリチウムオキサレートホスフェート塩類等を含むが、それらに限定されない。
正極は、正極集電体、及び前記正極集電体の一つ又は二つの表面上に配置される正極活物質層を含む。
正極活物質層は、正極活物質を含み、前記正極活物質層は、単層であっても、多層であってもよい。多層正極活物質における各層は、同様な、又は異なる正極活物質を含んでもよい。正極活物質は、可逆的にリチウムイオンなどの金属イオンを吸蔵及び放出することができる任意のものである。
上記の正極活物質の表面には、正極活物質とは異なる組成の物質が付着していてもよい。。表面付着物質の実例は、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、二酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマスなどの酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等を含むが、それらに限定されない。
いくつかの実施例において、正極活物質粒子の形状は、塊状、多面体状、球状、楕円体状、板状、針状、及び柱状等を含むが、それらに限定されない。いくつかの実施例において、正極活物質粒子は、一次粒子、二次粒子、又はそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施例において、一次粒子は凝集して二次粒子を形成してもよい。
いくつかの実施例において、正極活物質のタップ密度は、0.5g/cm3超、0.8g/cm3超、又は1.0g/cm3超である。正極活物質のタップ密度が上記の範囲内にある場合、正極活物質層が形成する時に必要とされる分散媒体の量ならびに導電材料及び正極粘着剤の必要量を抑制することができ、それによって、正極活物質の充填率及び電気化学装置の容量を確保することができる。タップ密度の高い複合酸化物粉体を使用することで、密度の高い正極活物質層を形成することができる。タップ密度は、通常、大きいほど好ましく、上限は特にない。いくつかの実施例において、正極活物質のタップ密度は、4.0g/cm3未満、3.7g/cm3未満、又は3.5g/cm3未満である。正極活物質のタップ密度は、上記の上限を有する場合、負荷特性の低下を抑制することができる。
正極活物質粒子が一次粒子である場合、正極活物質粒子のメディアン径(D50)とは、正極活物質粒子の一次粒子径を指す。正極活物質粒子の一次粒子が凝集し、二次粒子になる場合、正極活物質粒子のメディアン径(D50)とは、正極活物質粒子の二次粒子径を指す。
正極活物質粒子の一次粒子が凝集して二次粒子を形成する場合、いくつかの実施例において、正極活物質の平均一次粒子径は、0.05μm超、0.1μm超、又は0.5μm超である。いくつかの実施例において、正極活物質の平均一次粒子径は、5μm未満、4μm未満、3μm未満、又は2μm未満である。いくつかの実施例において、正極活物質の平均一次粒子径は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。正極活物質の平均一次粒子径が上記の範囲内にある場合、粉体の充填性及び比表面積を確保し、電池性能の低下を抑制し、適度の結晶性を得ることができ、それによって、電気化学装置の充放電の可逆性を確保することができる。
いくつかの実施例において、正極活物質の比表面積(BET)は、0.1m2/g超、0.2m2/g超、又は0.3m2/g超である。いくつかの実施例において、正極活物質の比表面積(BET)は、50m2/g未満、40m2/g未満、又は30m2/g未満である。いくつかの実施例において、正極活物質の比表面積(BET)は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。正極活物質の比表面積(BET)が上記の範囲内にある場合、電気化学装置の性能を確保することができるとともに、正極活物質を良好な塗布性を有するようにすることができる。
正極導電材料の種類は制限されず、いずれの既知の導電材料を使用してもよい。正極導電材料の実例は、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛;アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等のアモルファスカーボン等の炭素材料;カーボンナノチューブ;グラフェン等を含むが、それらに限定されない。上記の正極導電材料は、単独で、又は任意に組み合わせて使用してもよい。
正極活物質層の製造中に使用された正極バインダーの種類は、特に制限されず、塗布法の場合、電極製造時に使用される液体媒体に溶解又は分散できる材料であればよい。正極バインダーの実例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメタクリル酸メチル、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン-プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体又はその水素化物、エチレン-プロピレン・ジエン三元共重合体(EPDM)、スチレン-エチレン-ブタジエン-エチレン共重合体、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体又はその水素化物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック-1,2-ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体、プロピレン-α-オレフィン共重合体などの軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン-エチレン共重合体などのフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特に、リチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等のうちの一種又は多種を含むが、それらに限定されない。上記の正極バインダーは、単独で、又は任意に組み合わせて使用してもよい。
正極スラリーを形成するための溶媒の種類は特に制限されず、正極活物質、導電材料、正極バインダー、及び必要に応じて用いられた増粘剤を溶解又は分散させることができる溶媒であればよい。正極スラリーを形成するための溶媒の実例は、水系溶媒及び有機系溶媒のいずれか一種を含んでもよい。水系媒体の実例は、水、及びアルコールと水との混合媒体等を含むが、それらに限定されない。有機系媒体の実例は、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジンなどの複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N-メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスホルアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等を含むが、それらに限定されない。
増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調整するために使用されるものである。水系媒体を使用する場合、増粘剤及びスチレンブタジエンゴム(SBR)エマルジョンを使用してスラリー化を行うことができる。増粘剤の種類は特に制限されず、その実例は、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化デンプン、リン酸化デンプン、カゼイン及びそれらの塩などを含むが、それらに限定されない。上記の増粘剤は単独で、又は任意に組み合わせて使用してもよい。
いくつかの実施例において、正極活物質層の総重量に対して、正極活物質の含有量は80wt%超、82wt%超、又は84wt%超である。いくつかの実施例において、正極活物質層の総重量に対して、正極活物質の含有量は99wt%未満、又は、98wt%未満である。いくつかの実施例において、正極活物質層の総重量に対して、正極活物質の含有量は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。正極活物質の含有量が上記の範囲内にある場合、正極活物質層における正極活物質の電気容量を確保するとともに、正極の強度を維持することができる。
塗布、乾燥して得られた正極活物質層に対して、正極活物質の充填密度を高めるために、ハンドプレス又はロールプレスなどにより圧密処理を行ってもよい。いくつかの実施例において、正極活物質層の密度は、1.5g/cm3超、2g/cm3超、又は2.2g/cm3超である。いくつかの実施例において、正極活物質層の密度は、5g/cm3未満、4.5g/cm3未満、又は4g/cm3未満である。いくつかの実施例において、正極活物質層の密度は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。正極活物質層の密度が上記の範囲内にある場合、電気化学装置を良好な充放電特性を有するようにするとともに、抵抗の増加を抑制することができる。
正極活物質層の厚さとは、正極集電体のいずれかの片側における正極活物質層の厚さを指す。いくつかの実施例において、正極活物質層の厚さは、10μm超、又は20μm超である。いくつかの実施例において、正極活物質層の厚さは、500μm未満、又は450μm未満である。
正極活物質は、無機化合物を製造するための一般的な方法で製造することができる。球状又は楕円体状の正極活物質を製造するために、以下の製造方法を採用することができる。遷移金属の原料物質を水等の溶媒に溶解又は粉砕・分散させ、撹拌しながらpHを調整し、球状の前駆体を製造して回収し、必要に応じてそれを乾燥させた後にLiOH、Li2CO3、LiNO3等のLi源を入れ、高温で焼成し、正極活物質が得られる。
正極集電体の種類は特に制限されず、いずれの既知の正極集電体として適する材料であってもよい。正極集電体の実例は、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料を含むが、それらに限定されない。いくつかの実施例において、正極集電体は金属材料である。いくつかの実施例において、正極集電体はアルミニウムである。
正極は、集電体上に正極活物質及びバインダーを含有する正極活物質層を形成することで製造することができる。正極活物質を使用する正極の制造は、通常の方法で行うことができる。即ち、正極活物質及びバインダー、並びに必要に応じた導電材料及び増粘剤等などを乾式混合し、シート状に形成し、得られたシート状のものを正極集電体上に圧接すること、あるいは、それらの材料を液体媒体に溶解又は分散させ、スラリーを調製し、当該スラリーを正極集電体上に塗布して、乾燥させて集電体上に正極活物質層を形成することにより、正極が得られる。
短絡を防止するため、正極と負極との間に、通常、セパレータが配置されている。この場合、本発明の電解液は、通常、当該セパレータに含浸して使用される。
電気化学装置の構成要素は、電極群、集電構造、外装ケース、及び保護素子を含む。
電極群は、上記の正極と負極とを上記のセパレータを介してなる積層してなる積層構造、及び上記の正極と負極とを上記のセパレータを介して渦巻き状に巻回してなる構造のいずれかであってもよい。いくつかの実施例において、電極群の体積が電池内容積に占める割合(電極群占有率)は、40%超、又は50%超である。いくつかの実施例において、電極群占有率は、90%未満、又は80%未満である。いくつかの実施例において、電極群占有率は、上記の任意の二つの数値からなる範囲内にある。電極群占有率が上記の範囲内にある場合、電気化学装置の容量を確保することができるとともに、内部圧力の上昇と伴い、充放電繰り返し性能及び高温保存等の特性の低下を抑制することができ、さらにガス放出弁の作動を防止することができる。
集電構造は特に限制されない。いくつかの実施例において、集電構造は、配線部とボンディング部の抵抗を低減するための構造である。電極群が上記の積層構造である場合、それぞれの電極層の金属コア部分が束ねられ、端子に溶接される構造が好適に用いられる。1枚の電極面積が大きくなると内部抵抗が大きくなるため、電極内に2つ以上の端子を配置し、抵抗を低減させることも好適に用いられる。電極群が上記の巻回構造である場合、正極と負極のそれぞれに2つ以上のリード構造を配置し、端子に束ねることにより、内部抵抗を低減することができる。
外装ケースの材料は特に限制されず、使用される電解液に対して安定な物質であればよい。外装ケースは、ニッケルメッキ鋼板、ステンレス鋼、アルミニウムもしくはアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属類、又は樹脂とアルミニウム箔との積層フィルムを使用してもよいが、それらに限定されない。いくつかの実施例において、外装ケースは、アルミニウムもしくはアルミニウム合金の金属、又は積層フィルムである。
保護素子は、異常な熱放出又は過大な電流が流れる場合に抵抗が増大する正温度係数(PTC)デバイス、温度ヒューズ、サーミスタ、異常発熱時に電池の内部の圧力又は内部の温度を急激に増加させることにより回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等を使用してもよい。上記した保護素子は、高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択してもよく、保護素子がなくても異常発熱または熱暴走に至らない設計してもよい。
本発明の電気化学装置は、電気化学反応を発生させるいずれかの装置を含み、その具体的な実例は、全ての種類の、一次電池、二次電池、燃料電池、太陽電池又はキャパシタを含む。特に、その電気化学装置は、リチウム金属二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウム重合体二次電池又はリチウムイオン重合体二次電池を含むリチウム二次電池である。
以下では、本出願によるリチウムイオン電池の実施例及び比較例を説明し、性能評価を行う。
1、負極の調製
人造黒鉛、スチレンブタジエンゴム、及びカルボキシメチルセルロースナトリウムを96%:2%:2%の質量割合で脱イオン水と混合し、さらに助剤2000ppmを入れ、均一に撹拌し、負極スラリーが得られた。当該負極スラリーを12μmの銅箔上に塗布した。乾燥、コールドプレスして、そしてカッティングし、タブを溶接して、負極が得られた。以下の実施例及び比較例の条件で、対応のパラメータを有するように、負極を配置した。
コバルト酸リチウム(LiCoO2)、導電材料(Super-P)、及びポリフッ化ビニリデン(PVDF)を95%:2%:3%の質量割合でN-メチルピロリドン(NMP)と混合し、均一に撹拌し、正極スラリーが得られた。当該正極スラリーを12μmのアルミニウム箔上に塗布し、乾燥、冷間圧延して、そしてカッティングし、タブを溶接して、正極が得られた。
乾燥なアルゴンガス雰囲気で、EC、PC及びDEC(重量比1:1:1)を混合し、LiPF6を入れて均一に混合し、基本電解液とし、LiPF6の濃度は1.15mol/Lであった。基本電解液に含有量の異なる添加剤を入れ、異なる実施例及び比較例の電解液が得られた。
セパレータとして、ポリエチレン(PE)多孔質ポリマーフィルムが使用された。
得られた正極、セパレータ及び負極をこの順に巻取り、外装箔に置き、注液口を残した。注液口から電解液を注ぎ、パッケージし、そしてフォーメーション、容量測定等の工程を経て、リチウムイオン電池を製造した。
1、負極活物質層の非水溶媒に対する接触角の測定方法
負極活物質層の表面に3マイクロリットルのジエチルカーボネートを滴下し、100秒間以内に、JC2000D3E型接触角測定装置で測定し、5点フィッティング法(即ち、まず、液滴の左右の2つの端点を求め、液固界面を確定し、そして液滴の輪郭上に3点を選択する)でフィッティングし、負極活物質層の非水溶媒に対する接触角が得られる。各サンプルを少なくとも3回測定し、差が5°未満のデータを少なくとも3個選択し、平均値を取り、負極活物質層の非水溶媒に対する接触角が得られる。
45℃で、リチウムイオン電池を1Cの定電流で4.45Vに充電し、そして4.45Vの定電圧で電流が0.05Cになるまで充電し、そして1Cの定電流で3.0Vに放電し、それを初回サイクルとした。上記の条件に従い、リチウムイオン電池に200回のサイクルをした。「1C」とは、1時間以内にリチウムイオン電池の容量をすべて放出するための電流値である。
25℃で、リチウムイオン電池を30分間静置し、そして0.5Cのレートで定電流で4.45Vに充電し、さらに4.45Vで定電圧で0.05Cに充電し、5分間静置し、厚さを測定した。60℃で21日間保存した後に電池の厚さを測定した。以下の式により、リチウムイオン電池の高温保存厚さ膨張率を算出した。
表1には、各実施例及び比較例において、負極活物質層の非水溶媒に対する接触角、ならびに電解液における成分及びその含有量を示し、且つ得られたリチウムイオン電池のサイクル特性及び高温保存特性が示された。表1における各実施例は2000ppmの助剤1が添加された。比較例1及び6にて使用された電解液は、EC、PC及びDEC(重量比1:1:1)が混合されたものであり、LiPF6の濃度は1.15mol/Lであった。
Claims (13)
- 接触角測定法で測定された、前記負極活物質層上にある前記非水溶媒の液滴直径は30mm以下である、請求項1に記載の電気化学装置。
- 前記接触角測定法とは、前記負極活物質層の表面に3マイクロリットルのジエチルカーボネートの液滴を滴下した後に、100秒間以内に前記液滴の前記負極活物質層の表面での接触角を測定することを指す、請求項1に記載の電気化学装置。
- 前記負極活物質層は、さらに助剤を含み、前記助剤は、
a)酸化電位は4.5V以上であり、且つ還元電位は0.5V以下であることと、
b)表面張力は30mN/m以下であることと、
のうちの少なくとも一つの特徴を有する、請求項1に記載の電気化学装置。 - 前記負極活物質層の総重量に対して、助剤の含有量は、3000ppm未満である、請求項4に記載の電気化学装置。
- 前記助剤は、ポリオキシエチレンエーテル、ポリオールエステル、アミド、ブロックポリエーテル、ペレガル、ポリエーテル、及びヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも一種を含む、請求項4に記載の電気化学装置。
- 前記助剤は、ポリオキシエチレンアルカノールアミド、ポリオキシエチレンオクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪族高級アルコールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアミン、アルカノールアミド、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレン炭素数12~14の第一級アルコールエーテル、ポリオキシエチレン炭素数12~14の第二級アルコールエーテル、ポリオキシエチレン炭素数13の分岐型ゲルベアルコールエーテル、ポリオキシエチレン炭素数10の分岐型ゲルベアルコール、ポリオキシエチレン炭素数10の直鎖型アルコールエーテル、ポリオキシエチレン炭素数8の直鎖型オクチルアルコールエーテル、ポリオキシエチレン炭素数8のイソオクチルアルコールエーテル、脂肪酸モノグリセリド、モノステアリン酸グリセリド、脂肪酸ソルビタン、複合シリコーンポリエーテル複合物、ポリソルベート、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪族アルコールエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロック共重合体、ポリエーテル変性トリシロキサン、及びポリエーテル変性シリコーンポリエーテルシロキサンのうちの少なくとも一種を含む、請求項4に記載の電気化学装置。
- 前記プロピオン酸エステルは、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、及びプロピオン酸ペンチルのうちの少なくとも一種を含む、請求項1に記載の電気化学装置。
- 前記シアノ基を有する化合物は、
ここで、A1は、C2-20アルキル基、C2-20ハロアルキル基、C2-20アルケニル基、C2-20ハロアルケニル基、C2-20アルキニル基、C2-20ハロアルキニル基、C6-30アリール基、及びC6-30ハロアリール基からなる群から選択され、
A2は、C2-20アルキレン基、C2-20ハロアルキレン基、C2-20アルケニレン基、C2-20ハロアルケニレン基、C2-20アルキニレン基、C2-20ハロアルキニレン基、C6-30アリーレン基、C6-30ハロアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、スルフェニル基、エーテル基、チオエーテル基、ボリン酸基、及びボリル基から選択され、
A3は、C2-20アルキレン基、C2-20ハロアルキレン基、C2-20アルケニレン基、C2-20ハロアルケニレン基、C2-20アルキニレン基、C2-20ハロアルキニレン基、C6-30アリーレン基、C6-30ハロアリーレン基、C2-20アルコキシ基から選択され、
A4及びA5は、それぞれ独立してC1-20アルキレン基、C2-20ハロアルキレン基、C2-20アルケニレン基、C2-20ハロアルケニレン基、C2-20アルキニレン基、C2-20ハロアルキニレン基、C6-30アリーレン基、及びC6-30ハロアリーレン基からなる群から選択され、且つ、
nは0~5の整数である、請求項1に記載の電気化学装置。 - 前記シアノ基を有する化合物は、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、1,5-ジシアノペンタン、1,6-ジシアノヘキサン、テトラメチルスクシノニトリル、2-メチルグルタロニトリル、2,4-ジメチルグルタロニトリル、2,2,4,4-テトラメチルグルタロニトリル、1,4-ジシアノペンタン、1,2-ジシアノベンゼン、1,3-ジシアノベンゼン、1,4-ジシアノベンゼン、エチレングリコールビス(プロピオニトリル)エーテル、3,5-ジオキサ-ピメロニトリル、1,4-ビス(シアノエトキシ)ブタン、ジエチレングリコールビス(2-シアノエチル)エーテル、トリエチレングリコールビス(2-シアノエチル)エーテル、テトラエチレングリコールビス(2-シアノエチル)エーテル、1,3-ビス(2-シアノエトキシ)プロパン、1,4-ビス(2-シアノエトキシ)ブタン、1,5-ビス(2-シアノエトキシ)ペンタン、エチレングリコールビス(4-シアノブチル)エーテル、1,4-ジシアノ-2-ブテン、1,4-ジシアノ-2-メチル-2-ブテン、1,4-ジシアノ-2-エチル-2-ブテン、1,4-ジシアノ-2,3-ジメチル-2-ブテン、1,4-ジシアノ-2,3-ジエチル-2-ブテン、1,6-ジシアノ-3-ヘキセン、1,6-ジシアノ-2-メチル-3-ヘキセン、1,3,5-ペンタントリカルボニトリル、1,2,3-プロパントリカルボニトリル、1,3,6-ヘキサントリカルボニトリル、1,2,6-ヘキサントリカルボニトリル、1,2,3-トリス(2-シアノエトキシ)プロパン、1,2,4-トリス(2-シアノエトキシ)ブタン、1,1,1-トリス(シアノエトキシメチレン)エタン、1,1,1-トリス(シアノエトキシメチレン)プロパン、3-メチル-1,3,5-トリス(シアノエトキシ)ペンタン、1,2,7-トリス(シアノエトキシ)ヘプタン、1,2,6-トリス(シアノエトキシ)ヘキサン、及び1,2,5-トリス(シアノエトキシ)ペンタンからなる群から選択される少なくとも一種である、請求項1に記載の電気化学装置。
- 前記式1で示される化合物は、1,2-ビス(ジフルオロホスファニルオキシ)エタン、1,2-ビス(ジフルオロホスファニルオキシ)プロパン、及び1,2-ビス(ジフルオロホスファニルオキシ)ブタンのうちの少なくとも一種を含む、請求項1に記載の電気化学装置。
- 請求項1~12のいずれか1項に記載の電気化学装置を含む、電子装置。
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CN113921904B (zh) * | 2021-09-18 | 2024-04-05 | 东莞市创明电池技术有限公司 | 电解液和锂二次电池 |
WO2023123031A1 (zh) * | 2021-12-29 | 2023-07-06 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
CN114628787B (zh) * | 2022-03-28 | 2024-04-05 | 宁德新能源科技有限公司 | 电解液、电化学装置及电子装置 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000149905A (ja) | 1998-11-10 | 2000-05-30 | Sony Corp | 固体電解質電池 |
JP2002260636A (ja) | 2001-03-06 | 2002-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池 |
JP2008027879A (ja) | 2006-06-19 | 2008-02-07 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池用電極およびリチウム二次電池 |
JP2009526349A (ja) | 2006-02-06 | 2009-07-16 | エルジー・ケム・リミテッド | 界面活性剤を含む電極活性物質を含むリチウム二次電池 |
WO2010035827A1 (ja) | 2008-09-29 | 2010-04-01 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子用電極の製造方法 |
JP2013182712A (ja) | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Toyota Motor Corp | 非水電解質二次電池とその製造方法 |
US20190252724A1 (en) | 2016-09-30 | 2019-08-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrolyte for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising electrolyte |
WO2019172674A1 (ko) | 2018-03-08 | 2019-09-12 | 주식회사 아모그린텍 | 이차전지용 전해액, 이를 포함하는 배터리 및 플렉서블 배터리 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3463407B2 (ja) * | 1995-04-24 | 2003-11-05 | 三菱化学株式会社 | リチウムイオン電池用電解液 |
JPH1092436A (ja) * | 1996-09-13 | 1998-04-10 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
JP5082221B2 (ja) * | 2005-10-05 | 2012-11-28 | ソニー株式会社 | 二次電池用負極および二次電池 |
JP5076316B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2012-11-21 | ソニー株式会社 | 二次電池用負極および二次電池 |
WO2013031226A1 (ja) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | パナソニック株式会社 | 非水電解質二次電池 |
US10868340B2 (en) * | 2018-03-23 | 2020-12-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Secondary battery, battery pack, vehicle, and stationary power supply |
JP2019175657A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | Tdk株式会社 | リチウムイオン二次電池。 |
-
2019
- 2019-12-25 EP EP19957376.7A patent/EP4020652A4/en active Pending
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Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000149905A (ja) | 1998-11-10 | 2000-05-30 | Sony Corp | 固体電解質電池 |
JP2002260636A (ja) | 2001-03-06 | 2002-09-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池 |
JP2009526349A (ja) | 2006-02-06 | 2009-07-16 | エルジー・ケム・リミテッド | 界面活性剤を含む電極活性物質を含むリチウム二次電池 |
JP2008027879A (ja) | 2006-06-19 | 2008-02-07 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池用電極およびリチウム二次電池 |
WO2010035827A1 (ja) | 2008-09-29 | 2010-04-01 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子用電極の製造方法 |
JP2013182712A (ja) | 2012-02-29 | 2013-09-12 | Toyota Motor Corp | 非水電解質二次電池とその製造方法 |
US20190252724A1 (en) | 2016-09-30 | 2019-08-15 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Electrolyte for lithium secondary battery, and lithium secondary battery comprising electrolyte |
WO2019172674A1 (ko) | 2018-03-08 | 2019-09-12 | 주식회사 아모그린텍 | 이차전지용 전해액, 이를 포함하는 배터리 및 플렉서블 배터리 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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