JPH03156863A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH03156863A JPH03156863A JP2087470A JP8747090A JPH03156863A JP H03156863 A JPH03156863 A JP H03156863A JP 2087470 A JP2087470 A JP 2087470A JP 8747090 A JP8747090 A JP 8747090A JP H03156863 A JPH03156863 A JP H03156863A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- negative electrode
- aqueous electrolyte
- charging
- electrode
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 95
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims abstract description 42
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 23
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 2
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 abstract description 21
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract description 15
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 10
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 32
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 16
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 15
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 11
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 11
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 11
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 7
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 3
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 2
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 2
- 101100229939 Mus musculus Gpsm1 gene Proteins 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000010571 fourier transform-infrared absorption spectrum Methods 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- -1 tetrabutylammonium hexafluorophosphate Chemical compound 0.000 description 2
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBUOHGKIOVRDKY-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1,3-dioxolane Chemical compound CC1COCO1 SBUOHGKIOVRDKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012219 LiPFa Inorganic materials 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003307 Ni-Cd Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- 229910008560 TiSx Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N lithium nitride Chemical compound [Li]N([Li])[Li] IDBFBDSKYCUNPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011855 lithium-based material Substances 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N propionitrile Chemical compound CCC#N FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
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
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、非水電解液二次電池に関するものである。
〔発明の概要]
本発明は、非水電解液二次電池において、負極充電時の
過電圧を抑えることにより、サイクル寿命の延長ならび
に急速充電化を図ろうとするものである。
過電圧を抑えることにより、サイクル寿命の延長ならび
に急速充電化を図ろうとするものである。
さらに本発明は、リチウム系負極の表面に所定のリン含
量となるようにリンを含む吸着種を吸着させることによ
り、非水電解液とリチウム間の反応およびリチウムのデ
ンドライト(樹状晶)の生成を抑制し、充放電効率の向
上ならびにサイクル寿命の延長を図るものである。
量となるようにリンを含む吸着種を吸着させることによ
り、非水電解液とリチウム間の反応およびリチウムのデ
ンドライト(樹状晶)の生成を抑制し、充放電効率の向
上ならびにサイクル寿命の延長を図るものである。
電子機器の小型化に伴い高エネルギー密度を有する電池
が要求されており、ががる要求に応えるべく種々の新し
い電池の提案がなされている。その一つにリチウム系材
料を負極電極材料として用いた非水電解液電池があり、
特に繰り返し充放電可能な非水電解液二次電池に関して
実用化に向けて各方面で研究が活発に行われている。
が要求されており、ががる要求に応えるべく種々の新し
い電池の提案がなされている。その一つにリチウム系材
料を負極電極材料として用いた非水電解液電池があり、
特に繰り返し充放電可能な非水電解液二次電池に関して
実用化に向けて各方面で研究が活発に行われている。
非水電解液電池は、小型、軽量でしがも高エネルギー密
度を有し、既に一次電池としては実用化されている。こ
の従来のNi−Cd電池等に比べて2倍以上の大容量を
有する非水電解液電池が二次電池としても使用可能とな
れば、携帯用電子機器(例えばビデオカメラ、ワードプ
ロセッサ、コードレス電話等)に与える影響は非常に大
きい。
度を有し、既に一次電池としては実用化されている。こ
の従来のNi−Cd電池等に比べて2倍以上の大容量を
有する非水電解液電池が二次電池としても使用可能とな
れば、携帯用電子機器(例えばビデオカメラ、ワードプ
ロセッサ、コードレス電話等)に与える影響は非常に大
きい。
高エネルギー密度を有する非水電解液二次電池の実用化
を阻む最大の要因の一つは、充放電のサイクルを繰り返
すことによりリチウム系負極が劣化してしまい、サイク
ル寿命が短くなることが挙げられる。これは、充電時の
リチウムの析出形態がデンドライト(樹状晶)となりこ
れが破損脱落して負極活物質が消費されることにより充
放電効率が劣化すること、リチウム負極が電解液と反応
してその表面に不活性膜が形成されること、析出したデ
ンドライトがセパレータを貫通して内部ショートを起こ
すこと等によるものと考えられている。しかも、このリ
チウム系負極の劣化は、急速充電を行った場合に、すな
わち高電流密度で充電する場合に著しいという傾向があ
る。
を阻む最大の要因の一つは、充放電のサイクルを繰り返
すことによりリチウム系負極が劣化してしまい、サイク
ル寿命が短くなることが挙げられる。これは、充電時の
リチウムの析出形態がデンドライト(樹状晶)となりこ
れが破損脱落して負極活物質が消費されることにより充
放電効率が劣化すること、リチウム負極が電解液と反応
してその表面に不活性膜が形成されること、析出したデ
ンドライトがセパレータを貫通して内部ショートを起こ
すこと等によるものと考えられている。しかも、このリ
チウム系負極の劣化は、急速充電を行った場合に、すな
わち高電流密度で充電する場合に著しいという傾向があ
る。
(発明が解決しようとする課題〕
したがって、析出するリチウムがデンドライトとなる原
因を探り、高電流密度での充電においてこれをできるだ
け防ぐ手段を検討することが急務であると考えられる。
因を探り、高電流密度での充電においてこれをできるだ
け防ぐ手段を検討することが急務であると考えられる。
本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案されたもので
あって、高エネルギー密度を有し急速充放電可能で、し
かもサイクル寿命の長い非水電解液二次電池を提供する
ことを目的とする。
あって、高エネルギー密度を有し急速充放電可能で、し
かもサイクル寿命の長い非水電解液二次電池を提供する
ことを目的とする。
本発明者らは、リチウム系負極の劣化の要因を探るべく
長期に亘り種々の検討を重ねた。そして、従来までは電
流密度に注目していたものを、視点を変えてリチウム系
負極単極の電極反応解析という観点から負極充電時の過
電圧に着目し検討することを試みた。その結果、前記過
電圧がリチウム系負極劣化の重要なパラメータであるこ
とを見出した。
長期に亘り種々の検討を重ねた。そして、従来までは電
流密度に注目していたものを、視点を変えてリチウム系
負極単極の電極反応解析という観点から負極充電時の過
電圧に着目し検討することを試みた。その結果、前記過
電圧がリチウム系負極劣化の重要なパラメータであるこ
とを見出した。
さらに本発明者らは、所定量のリンがリチウム系負極表
面に吸着されている場合に、非水電解液と該リチウム系
負極間の反応、およびデンドライトの形成が効果的にし
かも再現性良く抑制されることを見出し、本発明を完成
するに至ったものである。
面に吸着されている場合に、非水電解液と該リチウム系
負極間の反応、およびデンドライトの形成が効果的にし
かも再現性良く抑制されることを見出し、本発明を完成
するに至ったものである。
すなわち、本発明の第1の発明にががる非水電解液二次
電池は、正極と、充放電に伴ってリチウムが析出・熔解
する負極と、非水電解液とがらなり、上記負極と非水電
解液は、リチウム参照電極に対する負極の電位を1mV
/秒で変化させる条件下で電流−電位曲線を測定したと
きに、充電電流密度1mA/cJにおける負極の電位が
リチウム参照電極に対して負の値でありその絶対値が3
00mV以下であるような系であることを特徴とするも
のである。
電池は、正極と、充放電に伴ってリチウムが析出・熔解
する負極と、非水電解液とがらなり、上記負極と非水電
解液は、リチウム参照電極に対する負極の電位を1mV
/秒で変化させる条件下で電流−電位曲線を測定したと
きに、充電電流密度1mA/cJにおける負極の電位が
リチウム参照電極に対して負の値でありその絶対値が3
00mV以下であるような系であることを特徴とするも
のである。
さらに本発明の第2の発明にかかる非水電解液二次電池
は、正極と、充放電に伴ってリチウムが析出・溶解する
リチウム系負極と、非水電解液とからなり、前記リチウ
ム系負極の表面にはリンを含む吸着種が吸着され、該リ
チウム系負極の試料面とアナライザの角度を35°に設
定して行ったX線光電子分光分析によるリン含量の分析
値が0.5原子%以上であることを特徴とするものであ
る。
は、正極と、充放電に伴ってリチウムが析出・溶解する
リチウム系負極と、非水電解液とからなり、前記リチウ
ム系負極の表面にはリンを含む吸着種が吸着され、該リ
チウム系負極の試料面とアナライザの角度を35°に設
定して行ったX線光電子分光分析によるリン含量の分析
値が0.5原子%以上であることを特徴とするものであ
る。
ここで、過電圧とは平衡電位(または可逆電位)からの
ずれを言い、通常の電池試験においては正負極間の電圧
を見るのみであるので考慮には入らないものであり、3
電極刃式による電気化学的測定により初めて検討可能と
なるものである。
ずれを言い、通常の電池試験においては正負極間の電圧
を見るのみであるので考慮には入らないものであり、3
電極刃式による電気化学的測定により初めて検討可能と
なるものである。
すなわち、前記過電圧は、第1図に示すように、電解液
(2)を注入しシリコンゴム栓(3)により密封したH
型のセル(1)に、作用電極(WE)、参照電極(RE
)、対極(CE)を配し、電流−電位曲線を描かせて負
極(ここでは作用電極)の電位挙動を観測することによ
り求めることができる。
(2)を注入しシリコンゴム栓(3)により密封したH
型のセル(1)に、作用電極(WE)、参照電極(RE
)、対極(CE)を配し、電流−電位曲線を描かせて負
極(ここでは作用電極)の電位挙動を観測することによ
り求めることができる。
例えば、第2図のような電流−電位曲線を考えた場合、
過電圧ηは電流密度がiである場合の電位E、とEoと
の差の絶対値で表される。
過電圧ηは電流密度がiである場合の電位E、とEoと
の差の絶対値で表される。
η= Ei−E。
なお、この第2図から明らかなように、過電圧は電流密
度に依存し、電流密度の増大に伴って大きくなるもので
あるので、ここでは充電電流密度1mA/c4における
値で比較することとする。また、前記電流−電位曲線は
、電位の変化のさせ方によっても影響を受けるため、電
位を1mV/秒で変化させる条件下での測定に基づくも
のとし、参照電極(RE)はリチウム電極とする。
度に依存し、電流密度の増大に伴って大きくなるもので
あるので、ここでは充電電流密度1mA/c4における
値で比較することとする。また、前記電流−電位曲線は
、電位の変化のさせ方によっても影響を受けるため、電
位を1mV/秒で変化させる条件下での測定に基づくも
のとし、参照電極(RE)はリチウム電極とする。
本発明者らは、この過電圧の違いが充放電効率に及ぼす
影響を調べるために種々の実験を行った。
影響を調べるために種々の実験を行った。
その結果、前記過電圧が小さい方が充放電効率が良好で
あり、特にその値が300mV以下である場合に著しく
優れた充放電効率を発揮し、実際の電池試験(特に急速
充電)でも長寿命化の効果がみられることが確認された
。
あり、特にその値が300mV以下である場合に著しく
優れた充放電効率を発揮し、実際の電池試験(特に急速
充電)でも長寿命化の効果がみられることが確認された
。
過電圧を小さくする方法としては、電極の表面状態を変
えたり、温度を上昇させるような操作を行う方法や、電
解液の濃度を変えたり添加剤を添加する方法等、種々の
方法が考えられるが、これらのいずれの方法を採用して
もよく、さらにはこれらの方法を組み合わせて実施して
もよい。
えたり、温度を上昇させるような操作を行う方法や、電
解液の濃度を変えたり添加剤を添加する方法等、種々の
方法が考えられるが、これらのいずれの方法を採用して
もよく、さらにはこれらの方法を組み合わせて実施して
もよい。
本発明の非水電解液二次電池は、負極と正極と非水電解
液とを主たる構成要素とするものである。
液とを主たる構成要素とするものである。
第1の発明において負極を構成する負極材料としては、
充放電に伴ってリチウムが析出・溶解するものであれば
従来より知られたものがいずれも使用可能である。たと
えば、金属リチウム、リチウム合金、あるいは集電体に
リチウムを圧着した材料からなるリチウム系負極が使用
できる。また場合によっては、導電材料よりなる集電体
のみからなっていてもよい、一方、第2の発明において
は、リチウム系負極が使用される。
充放電に伴ってリチウムが析出・溶解するものであれば
従来より知られたものがいずれも使用可能である。たと
えば、金属リチウム、リチウム合金、あるいは集電体に
リチウムを圧着した材料からなるリチウム系負極が使用
できる。また場合によっては、導電材料よりなる集電体
のみからなっていてもよい、一方、第2の発明において
は、リチウム系負極が使用される。
非水電解液については、負極あるいはリチウム系負極と
該非水電解液により構成される系が前記過電圧の値を満
足するような系となるように濃度。
該非水電解液により構成される系が前記過電圧の値を満
足するような系となるように濃度。
添加剤等を選べば良く、有機溶媒や電解質の種類は問わ
ない。例示するならば、有機溶媒としてはプロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、1.2−ジメトキ
シエタン、1.2−ジェトキシエタン、γ−ブチロラク
トン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドラフ
ラン、1.3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジ
オキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルス
ルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソ
ール等である。電解質としては、LiCj!04、Li
ASF&、L i P F&、ヘキサフルオロリン酸テ
トラブチルアンモニウム(TBAL i P F&)、
LiBFa、L i B (C6H3)4、CHzSO
sL i。
ない。例示するならば、有機溶媒としてはプロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、1.2−ジメトキ
シエタン、1.2−ジェトキシエタン、γ−ブチロラク
トン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドラフ
ラン、1.3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジ
オキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルス
ルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソ
ール等である。電解質としては、LiCj!04、Li
ASF&、L i P F&、ヘキサフルオロリン酸テ
トラブチルアンモニウム(TBAL i P F&)、
LiBFa、L i B (C6H3)4、CHzSO
sL i。
CF、5OzL i、L i CL L i B r等
である。
である。
一方、正極は特に制約されず、これまでの非水電解液電
池に使用されているものがいずれも適用可能である。例
えば、LiMnzO4等のLi複合酸化物や、TiSx
、Cr5Oa、V系正極材料等である。
池に使用されているものがいずれも適用可能である。例
えば、LiMnzO4等のLi複合酸化物や、TiSx
、Cr5Oa、V系正極材料等である。
ところで、過電圧を支配するパラメータとしては、電極
の表面状tI(ぬれ性等)、非水電解液の種類、非水電
解液の導電率、電解質濃度等、種々のものが考えられる
が、本発明者らは種々の非水電解液を用いて検討を行っ
た結果、電解質としてり、iPF、を含む非水電解液を
使用した場合に過電圧が低く抑制され良好な非水電解液
二次電池が得られる傾向があることを見出した。すなわ
ち、良好な結果の得られた非水電解液二次電池について
その負極(ただしリチウム系負極)を取り出し、走査型
電子顕微鏡(SEM)観察を行ったところ、いずれもリ
チウムの微細な球状品が析出していた。
の表面状tI(ぬれ性等)、非水電解液の種類、非水電
解液の導電率、電解質濃度等、種々のものが考えられる
が、本発明者らは種々の非水電解液を用いて検討を行っ
た結果、電解質としてり、iPF、を含む非水電解液を
使用した場合に過電圧が低く抑制され良好な非水電解液
二次電池が得られる傾向があることを見出した。すなわ
ち、良好な結果の得られた非水電解液二次電池について
その負極(ただしリチウム系負極)を取り出し、走査型
電子顕微鏡(SEM)観察を行ったところ、いずれもリ
チウムの微細な球状品が析出していた。
かかる微細な球状品の析出は、試料面とアナライザの角
度を35°に設定したX線光電子分光分析(以下、xP
S分析と称する。)により、リン含量が0.5原子%以
上と分析された場合に達成されていた。リン含量として
上述の値が達成される条件であれば、非水電解液中に他
の電解質イオンが共存していても構わない。
度を35°に設定したX線光電子分光分析(以下、xP
S分析と称する。)により、リン含量が0.5原子%以
上と分析された場合に達成されていた。リン含量として
上述の値が達成される条件であれば、非水電解液中に他
の電解質イオンが共存していても構わない。
電位を1mV/秒で変化させる条件で充電電流密度1m
A/cdにおける過電圧を300mV以下とすることに
より、リチウム橿の劣化の原因となるデンドライトの発
生が抑制され、充放電サイクルの繰り返しによる負極の
劣化が抑えられる。
A/cdにおける過電圧を300mV以下とすることに
より、リチウム橿の劣化の原因となるデンドライトの発
生が抑制され、充放電サイクルの繰り返しによる負極の
劣化が抑えられる。
さらに、リチウム系負極の試料面とアナライザの角度を
35°に設定する条件でXPS分析によるリン含量を0
,5原子%以上とすることにより、非水電解液とリチウ
ム間の反応およびデンドライトの生成が抑制される。
35°に設定する条件でXPS分析によるリン含量を0
,5原子%以上とすることにより、非水電解液とリチウ
ム間の反応およびデンドライトの生成が抑制される。
以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。
実1し1上
本実験例では、同じ電解液、を流密皮下で、電解液の温
度を上昇させて過電圧を変化させ、充放電効率に及ぼす
影響を調べた。
度を上昇させて過電圧を変化させ、充放電効率に及ぼす
影響を調べた。
先ず、各電極を下記の通りとし、電解液をプロピレンカ
ーボネートに1モル/2の割合でLiPF6を溶解した
もの(以下、これをPC/IMLiPF、と表す、)と
して、20mV/秒で電位を変化(sweep)させな
がら電流−電位曲線を測定した。
ーボネートに1モル/2の割合でLiPF6を溶解した
もの(以下、これをPC/IMLiPF、と表す、)と
して、20mV/秒で電位を変化(sweep)させな
がら電流−電位曲線を測定した。
測定に際しては、電解液の温度をセルの外側から加熱し
て上昇させ、22“C及び60″Cにおける電流〜電位
曲線をそれぞれ測定した。結果を第3図に示す。第3図
中、曲線Aは22°Cにおける電流−電位曲線を、曲線
Bは60’Cにおける電流−電位曲線をそれぞれ表す。
て上昇させ、22“C及び60″Cにおける電流〜電位
曲線をそれぞれ測定した。結果を第3図に示す。第3図
中、曲線Aは22°Cにおける電流−電位曲線を、曲線
Bは60’Cにおける電流−電位曲線をそれぞれ表す。
この第3図を見ると、明らかに温度によって電流−電位
曲線は異なっており、同じ電流密度(例えば1mA/a
a)で見た場合の過電圧は、温度を上昇させると小さく
なる傾向にある。
曲線は異なっており、同じ電流密度(例えば1mA/a
a)で見た場合の過電圧は、温度を上昇させると小さく
なる傾向にある。
次に、この過電圧の違いが充放電効率に及ぼす影響を調
べるために、作用電極(WE)をステンレス(SO53
04)、電解液をP C10,2M L i P F
hとして以下の実験を行った。
べるために、作用電極(WE)をステンレス(SO53
04)、電解液をP C10,2M L i P F
hとして以下の実験を行った。
25°C及び50℃で、−5mA/cdで10分間定電
流充!(リチウム析出)を行い、引き続き+5mA/c
4で定電流放電(リチウム溶解)を行った。これを1サ
イクルとして、各温度におけるサイクル数による充放電
効率の変化を調べた。なお、充放電効率は、次式 %式%) により求めた。結果を第4図に示す、第4図中、曲線a
は50°Cにおける特性を、曲線すは25°Cにおける
特性をそれぞれ示す。
流充!(リチウム析出)を行い、引き続き+5mA/c
4で定電流放電(リチウム溶解)を行った。これを1サ
イクルとして、各温度におけるサイクル数による充放電
効率の変化を調べた。なお、充放電効率は、次式 %式%) により求めた。結果を第4図に示す、第4図中、曲線a
は50°Cにおける特性を、曲線すは25°Cにおける
特性をそれぞれ示す。
その結果、過電圧が小さい50°Cである場合の方が充
放電効率が良好であるということが明らかとなった。
放電効率が良好であるということが明らかとなった。
さらに、なぜ温度を上昇させて過電圧を小さくしてやる
と効率が良くなるのか、その理由について解明するため
に、リチウム析出形態のSEM観察を行った。
と効率が良くなるのか、その理由について解明するため
に、リチウム析出形態のSEM観察を行った。
作用電極(WE)はステンレス、電解液はPC/IML
iPF6とし、電流密度は充電・放電ともに5mA/c
dとして、充電(リチウム析出)→放電(リチウム溶解
)→充電の操作を行った後に、SEMで析出リチウムの
表面観察を行った。なお、充電時の温度は25℃及び5
0℃とし、放電時の温度はともに25°Cとした。
iPF6とし、電流密度は充電・放電ともに5mA/c
dとして、充電(リチウム析出)→放電(リチウム溶解
)→充電の操作を行った後に、SEMで析出リチウムの
表面観察を行った。なお、充電時の温度は25℃及び5
0℃とし、放電時の温度はともに25°Cとした。
第5図に25°Cで充電した場合のSEM写真(倍率2
220倍)を、第6図に50“Cで充電した場合のSE
M写真(倍率11000倍)をそれぞれ示す。
220倍)を、第6図に50“Cで充電した場合のSE
M写真(倍率11000倍)をそれぞれ示す。
これらの写真を見ると、25°Cの場合には劣化の原因
となると言われるリチウムのデンドライトが多く存在し
、球状品は見られない。一方、50’Cの場合には球状
品が多く、デンドライトはほとんど見られない。
となると言われるリチウムのデンドライトが多く存在し
、球状品は見られない。一方、50’Cの場合には球状
品が多く、デンドライトはほとんど見られない。
したがって、温度を上昇に伴う過電圧の低下によりデン
ドライトの発生が減少し、リチウム負極の劣化が抑えら
れて効率が上昇されるものと考えられる。
ドライトの発生が減少し、リチウム負極の劣化が抑えら
れて効率が上昇されるものと考えられる。
1彌1
本実験例では、電解質の濃度により過電圧をコントロー
ルし、その影響を調べた。
ルし、その影響を調べた。
使用した電解液は、P C/ L i P F b系で
あり、LiPFhの濃度を1モル/1,0.9モル/I
!、。
あり、LiPFhの濃度を1モル/1,0.9モル/I
!、。
0.2モル/βとして比較検討した。
ただし、この場合の過電圧は、作用電極(WE)をステ
ンレス(SUS304)とし、1mV/秒の割合で電位
を変化させながら電流−電位曲線を描かせ、−1mA/
cdとなった電位とした。第7図は、LiPFiOfi
度を1モル/Q及び0.2モ)し/1とした場合の電流
−電位曲線である。図中、曲線CはLiPF6fi度1
モル/I!、の場合の電流−電位曲線9曲線りはLiP
Fafi度0.2モル/lの場合の電流−電位曲線であ
る。また、充放電効率は先の実験例1で記載したのと同
様の方法により求めた。
ンレス(SUS304)とし、1mV/秒の割合で電位
を変化させながら電流−電位曲線を描かせ、−1mA/
cdとなった電位とした。第7図は、LiPFiOfi
度を1モル/Q及び0.2モ)し/1とした場合の電流
−電位曲線である。図中、曲線CはLiPF6fi度1
モル/I!、の場合の電流−電位曲線9曲線りはLiP
Fafi度0.2モル/lの場合の電流−電位曲線であ
る。また、充放電効率は先の実験例1で記載したのと同
様の方法により求めた。
各濃度における導電率、過電圧及び充放電効率(5m、
A/c+aで充電・放電を繰り返したときの5サイクル
の平均値。)を次表に示す。
A/c+aで充電・放電を繰り返したときの5サイクル
の平均値。)を次表に示す。
表
以上の実験結果から、導電率の大小にかかわらず過電圧
の小さい系において充放電効率が良好であることかわか
る。
の小さい系において充放電効率が良好であることかわか
る。
ところで、上述の実験例から非水電解液中のしiPF、
の濃度が過電圧の大きさ、ひいてはデンドライト形成の
有無に深(関与していることが示唆されたので、以下の
各実験例では種々の組成を有する非水電解液を使用し、
XPS分析による負極表面の元素分析および負極表面に
おけるリチウムの析出形態のSEM観察を行った。なお
、XPS分析ではリチウム基板、SEM観察では自然酸
化膜の影響を排するために銅基板をそれぞれ負極として
使用した。また、実験1廣はすべて25°Cとした。
の濃度が過電圧の大きさ、ひいてはデンドライト形成の
有無に深(関与していることが示唆されたので、以下の
各実験例では種々の組成を有する非水電解液を使用し、
XPS分析による負極表面の元素分析および負極表面に
おけるリチウムの析出形態のSEM観察を行った。なお
、XPS分析ではリチウム基板、SEM観察では自然酸
化膜の影響を排するために銅基板をそれぞれ負極として
使用した。また、実験1廣はすべて25°Cとした。
実1u11
本実験例では、プロピレンカーボネートとジメトキシエ
タンの1:1混合溶媒に1モル/lの割合でLiPFa
を溶解した非水電解液を使用した。
タンの1:1混合溶媒に1モル/lの割合でLiPFa
を溶解した非水電解液を使用した。
この非水電解液にリチウム基板を浸漬して一昼夜放置し
た後、上記リチウム基板をジメトキシエタンで洗浄し、
XPS分析を行った。XPS分析装置!:L、”];!
SSI社製s s x too−ot型を使用し、分析
径1000μm、エネルギー分解能4(透過エネルギー
150e■)の条件で分析を行った。このときのスペク
トルには、リンの結合エネルギー領域内の134eVお
よび137eV付近に22軌道の結合エネルギーに由来
するピークがみられた。これらのピークは、LiPF、
中のリンとは明らかに異なる結合様式を有するリンに由
来するものであり、リチウム基板の表面にリンを含む何
らかの形の吸着種が存在することを示唆している。上記
リチウム基板表面のリン含量は3.2原子%であった。
た後、上記リチウム基板をジメトキシエタンで洗浄し、
XPS分析を行った。XPS分析装置!:L、”];!
SSI社製s s x too−ot型を使用し、分析
径1000μm、エネルギー分解能4(透過エネルギー
150e■)の条件で分析を行った。このときのスペク
トルには、リンの結合エネルギー領域内の134eVお
よび137eV付近に22軌道の結合エネルギーに由来
するピークがみられた。これらのピークは、LiPF、
中のリンとは明らかに異なる結合様式を有するリンに由
来するものであり、リチウム基板の表面にリンを含む何
らかの形の吸着種が存在することを示唆している。上記
リチウム基板表面のリン含量は3.2原子%であった。
続いて、上記非水電解液とリチウム基板との間の反応の
有無を調べるために、上述のようにしてリンを吸着させ
たリチウム基板を該非水電解液に浸漬し、リチウム電極
を対極として一200〜200mVの電位範囲で30サ
イクルのサイクリックポルクンメトリーを行った。その
後、リチウム基板をジメトキシエタンで洗浄し、反射法
によるフーリエ変換赤外線吸収スペクトル(FT−I
R)の測定を行った。従来、リチウム負極を用いる非水
電解液二次電池においては、リチウム負極と非水電解液
中の有機溶媒との反応により該リチウム負極の表面にリ
チウムアルキルカーボネートを主体とする不活性膜が形
成され、充放電効率を劣化させることが知られている。
有無を調べるために、上述のようにしてリンを吸着させ
たリチウム基板を該非水電解液に浸漬し、リチウム電極
を対極として一200〜200mVの電位範囲で30サ
イクルのサイクリックポルクンメトリーを行った。その
後、リチウム基板をジメトキシエタンで洗浄し、反射法
によるフーリエ変換赤外線吸収スペクトル(FT−I
R)の測定を行った。従来、リチウム負極を用いる非水
電解液二次電池においては、リチウム負極と非水電解液
中の有機溶媒との反応により該リチウム負極の表面にリ
チウムアルキルカーボネートを主体とする不活性膜が形
成され、充放電効率を劣化させることが知られている。
しかし、本実験で得られたスペクトルには、リチウムア
ルキルカーボネートのカルボニル伸縮振動に由来する1
700cm−’付近の吸収が認められなかったことから
、上記リチラム基板は非水電解液中に含まれる有機溶媒
と反応していないことがわかる。これは、リチウム基板
の表面に吸着されたリンを含む吸着種が何らかの保護作
用を発揮し、有機溶媒とリチウム基板との反応を抑制し
ているためと考えられる。
ルキルカーボネートのカルボニル伸縮振動に由来する1
700cm−’付近の吸収が認められなかったことから
、上記リチラム基板は非水電解液中に含まれる有機溶媒
と反応していないことがわかる。これは、リチウム基板
の表面に吸着されたリンを含む吸着種が何らかの保護作
用を発揮し、有機溶媒とリチウム基板との反応を抑制し
ているためと考えられる。
一方、上記非水電解液を使用した場合のリチウムの析出
状態を調べるために、銅基板を作用電極(WE)とし、
これをリチウム参照電極(RE)およびリチウム対極(
CE)と共に該非水電解液中に浸漬し、電流密度0.3
3mA/cm”にて定電流充電(通電量9C/cm”)
を行った。このとき、銅基板の面のうち対極(CE)と
対向する面取外はテフロンテープで被覆した。このよう
にしてリチウムを析出させた上記銅基板をジメトキシエ
タンで洗浄した後、該銅基板の中心付近を走査型電子顕
微鏡により観察したところ、前述の第6図に示されるよ
うな典型的な1μm径程度の球状品が形成されていた。
状態を調べるために、銅基板を作用電極(WE)とし、
これをリチウム参照電極(RE)およびリチウム対極(
CE)と共に該非水電解液中に浸漬し、電流密度0.3
3mA/cm”にて定電流充電(通電量9C/cm”)
を行った。このとき、銅基板の面のうち対極(CE)と
対向する面取外はテフロンテープで被覆した。このよう
にしてリチウムを析出させた上記銅基板をジメトキシエ
タンで洗浄した後、該銅基板の中心付近を走査型電子顕
微鏡により観察したところ、前述の第6図に示されるよ
うな典型的な1μm径程度の球状品が形成されていた。
デンドライトの形成は認められなかった。なお、この実
験では便宜上銅基板を使用しているが、同様の結果はリ
チウム基板上においても再現される性質のものである。
験では便宜上銅基板を使用しているが、同様の結果はリ
チウム基板上においても再現される性質のものである。
スm±
本実験例では、プロピレンカーボネートに0.5モル/
lのL i C10aと0.5モル/1のLiPF、を
溶解した非水電解液を使用し、実験例3と同様に実験を
行った。XPS分析によるリチウム基板表面のリン含量
は1.2原子%であった。
lのL i C10aと0.5モル/1のLiPF、を
溶解した非水電解液を使用し、実験例3と同様に実験を
行った。XPS分析によるリチウム基板表面のリン含量
は1.2原子%であった。
また、銅基板を上記非水電解液中に浸漬して電流密度1
.0mA/cm”にて定電流充電(通電量1.8 C/
c m”)を行い、リチウムの析出状態の52M観察
を行ったところ、やはり微小な球状品が観察された。
.0mA/cm”にて定電流充電(通電量1.8 C/
c m”)を行い、リチウムの析出状態の52M観察
を行ったところ、やはり微小な球状品が観察された。
スm
本実験例では、プロピレンカーボネートに0.8モル/
lのへキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウム(
T B A P F 6)と0.2モル/lのLiCl
0.を溶解した非水電解液を使用し、同様に実験を行っ
た。XPS分析によるリチウム基板表面のリン含量は2
.8原子%であった。
lのへキサフルオロリン酸テトラブチルアンモニウム(
T B A P F 6)と0.2モル/lのLiCl
0.を溶解した非水電解液を使用し、同様に実験を行っ
た。XPS分析によるリチウム基板表面のリン含量は2
.8原子%であった。
また、銅基板を上記非水電解液中に浸漬して電流密度1
.0m A / c m ”にて定電流充電(通電量1
.8 C/ c m”)を行い、リチウムの析出状態の
52M観察を行ったところ、やはり微小な球状品が観察
された。
.0m A / c m ”にて定電流充電(通電量1
.8 C/ c m”)を行い、リチウムの析出状態の
52M観察を行ったところ、やはり微小な球状品が観察
された。
此fil口1糺1
本比較実験例では、PFi−を含有しない非水電解液を
使用した場合の吸着種の有無およびリチウムの析出状態
について検討した。
使用した場合の吸着種の有無およびリチウムの析出状態
について検討した。
すなわち、プロピレンカーボネートに1.0モル/2の
L i C10aを溶解した非水電解液を使用し、リチ
ウム基板を浸漬して同様に実験を行った。
L i C10aを溶解した非水電解液を使用し、リチ
ウム基板を浸漬して同様に実験を行った。
上記リチウム基板表面のXPS分析を行ったところ、リ
ンが検出されないのはもちろんであるが、C2の存在も
認められず、電解質に由来する吸着種は存在しないこと
がわかった。
ンが検出されないのはもちろんであるが、C2の存在も
認められず、電解質に由来する吸着種は存在しないこと
がわかった。
続いて、前述の実験例3と同様にしてサイクリックポル
タンメトリーを行った後にFT−[R測定を行ったとこ
ろ、1700cm−’付近にリチウムアルキルカーボネ
ートのカルボニル伸縮振動に由来する吸収が認められ、
リチウム基板表面に不活性膜が形成されていることが示
唆された。
タンメトリーを行った後にFT−[R測定を行ったとこ
ろ、1700cm−’付近にリチウムアルキルカーボネ
ートのカルボニル伸縮振動に由来する吸収が認められ、
リチウム基板表面に不活性膜が形成されていることが示
唆された。
次に、銅基板を上記非水電解液中に浸漬して電流密度1
.0mA/cm”にて定電流充電(通電量1.8c/c
m”)を行った後リチウムの析出状態の52M観察を行
ったところ、前述の第5図に示されるような典型的なデ
ンドライトが形成されていた。
.0mA/cm”にて定電流充電(通電量1.8c/c
m”)を行った後リチウムの析出状態の52M観察を行
ったところ、前述の第5図に示されるような典型的なデ
ンドライトが形成されていた。
此m
本比較実験例では、同じ<PF、−を含有しない非水電
解液としてプロピレンカーボネートとジメトキシエタン
の(1: 1)混合溶媒に1.0モル/2のL i C
j! Oaを溶解した非水電解液を使用し、これにリチ
ウム基板を浸漬して同様に実験を行った。上記リチウム
基板表面のXPS分析を行ったところ、電解質に由来す
る吸着種は検出されなかった。
解液としてプロピレンカーボネートとジメトキシエタン
の(1: 1)混合溶媒に1.0モル/2のL i C
j! Oaを溶解した非水電解液を使用し、これにリチ
ウム基板を浸漬して同様に実験を行った。上記リチウム
基板表面のXPS分析を行ったところ、電解質に由来す
る吸着種は検出されなかった。
また、銅基板を上記非水電解液中に浸漬して電流密度0
.33mA/cm”にて定電流充電(通電量9C/cm
りを行った後には、長さ約lOImものリチウムのデン
ドライトが形成されていた。
.33mA/cm”にて定電流充電(通電量9C/cm
りを行った後には、長さ約lOImものリチウムのデン
ドライトが形成されていた。
が起こりにくく、負極表面のリン含量を本発明で規定さ
れる範囲内とすることができない、かかる負極を用いて
充電を行っても、デンドライトの形成を抑制することは
できない。
れる範囲内とすることができない、かかる負極を用いて
充電を行っても、デンドライトの形成を抑制することは
できない。
且lI」111
本比較実験例では、非水電解液としてジメチルアセトア
ミドとジメトキシエタンの(l j 1)混合溶媒に1
.0モル/1のLiPFhを溶解した非水電解液を使用
し、これにリチウム基板を浸漬して同様に実験を行った
。上記リチウム基板表面のXPS分析を行ったところ、
リンを含む吸着種の存在が認められたがリン含量は0.
4原子%と少なかつた。
ミドとジメトキシエタンの(l j 1)混合溶媒に1
.0モル/1のLiPFhを溶解した非水電解液を使用
し、これにリチウム基板を浸漬して同様に実験を行った
。上記リチウム基板表面のXPS分析を行ったところ、
リンを含む吸着種の存在が認められたがリン含量は0.
4原子%と少なかつた。
また、銅基板を上記非水電解液中に浸漬して電流密度1
.0mA/cm”の定電流充電(通電量1.8C/ c
mりを行ったところ、リチウムのデンドライトが形成
された。つまり、本比較実験例で使用した非水電解液中
のPF、−濃度は前述の実験例3と同じであるが、有機
溶媒の組成によっては析出〔発明の効果〕 以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
負極と電解液からなる系を負極電位を1mV/秒で変化
させる条件下、充電電流密度1mA/cdにおける過電
圧が300mV以下となるような系としているので、リ
チウム系負極の劣化の原因となるデンドライトの発生を
抑制することができ、充放電効率やサイクル特性を改善
することができる。
.0mA/cm”の定電流充電(通電量1.8C/ c
mりを行ったところ、リチウムのデンドライトが形成
された。つまり、本比較実験例で使用した非水電解液中
のPF、−濃度は前述の実験例3と同じであるが、有機
溶媒の組成によっては析出〔発明の効果〕 以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
負極と電解液からなる系を負極電位を1mV/秒で変化
させる条件下、充電電流密度1mA/cdにおける過電
圧が300mV以下となるような系としているので、リ
チウム系負極の劣化の原因となるデンドライトの発生を
抑制することができ、充放電効率やサイクル特性を改善
することができる。
さらに本発明においては、リチウム負極の表面に所定量
のリンを吸着させることにより、非水電解液とリチウム
負極間の反応を抑制すると共にリチウム・デンドライト
の析出を抑制し、やはり充放電効率やサイクル特性を改
善することができる。
のリンを吸着させることにより、非水電解液とリチウム
負極間の反応を抑制すると共にリチウム・デンドライト
の析出を抑制し、やはり充放電効率やサイクル特性を改
善することができる。
したがって、本発明によれば、高エネルギー密度を有し
急速充放電が可能で、しかも長寿命を有する非水電解液
二次電池を提供することが可能となる。
急速充放電が可能で、しかも長寿命を有する非水電解液
二次電池を提供することが可能となる。
EWE
E
第1図は過電圧を測定するための二極方式の実験装置を
模式的に示す側面図である。 第2図は過電圧を説明するための電流−電位曲線の一例
を示す特性図である。 第3図は温度による電流−電位曲線の相違を示す特性図
である。 第4図は温度による充放電効率の相違を示す特性図であ
る。 第5図は25℃で充放電を行った時の析出リチウムの結
晶構造を示す32M写真であり、第6図は50℃で充放
電を行った時の析出リチウムの結晶構造を示す32M写
真である。 第7図はLiPFiの濃度による電流−電位曲線の相違
を示す特性図である。 第1図 第2図 O 光放電なn年 (’10)
模式的に示す側面図である。 第2図は過電圧を説明するための電流−電位曲線の一例
を示す特性図である。 第3図は温度による電流−電位曲線の相違を示す特性図
である。 第4図は温度による充放電効率の相違を示す特性図であ
る。 第5図は25℃で充放電を行った時の析出リチウムの結
晶構造を示す32M写真であり、第6図は50℃で充放
電を行った時の析出リチウムの結晶構造を示す32M写
真である。 第7図はLiPFiの濃度による電流−電位曲線の相違
を示す特性図である。 第1図 第2図 O 光放電なn年 (’10)
Claims (2)
- (1)正極と、充放電に伴ってリチウムが析出・溶解す
る負極と、非水電解液とからなり、 上記負極と非水電解液は、リチウム参照電極に対する負
極の電位を1mV/秒で変化させる条件下で電流−電位
曲線を測定したときに、充電電流密度1mA/cm^2
における負極の電位がリチウム参照電極に対して負の値
でありその絶対値が300mV以下であるような系であ
ることを特徴とする非水電解液二次電池。 - (2)正極と、充放電に伴ってリチウムが析出・溶解す
るリチウム系負極と、非水電解液とからなり、前記リチ
ウム系負極の表面にはリンを含む吸着種が吸着され、該
リチウム系負極の試料面とアナライザの角度を35゜に
設定して行ったX線光電子分光分析によるリン含量の分
析値が0.5原子%以上であることを特徴とする非水電
解液二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2087470A JPH03156863A (ja) | 1989-08-15 | 1990-04-03 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1-210407 | 1989-08-15 | ||
JP21040789 | 1989-08-15 | ||
JP2087470A JPH03156863A (ja) | 1989-08-15 | 1990-04-03 | 非水電解液二次電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03156863A true JPH03156863A (ja) | 1991-07-04 |
Family
ID=26428742
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2087470A Pending JPH03156863A (ja) | 1989-08-15 | 1990-04-03 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03156863A (ja) |
-
1990
- 1990-04-03 JP JP2087470A patent/JPH03156863A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102077405B (zh) | 用于高电压锂电池的非水电解质 | |
JP2019003927A (ja) | 硫化物固体電解質材料及びそれを用いた電池 | |
JP2014524120A (ja) | リチウム金属アノードのための複合体保護層およびその製造方法 | |
US9225037B2 (en) | Lithium secondary battery using ionic liquid | |
DE102019109226A1 (de) | Separator für Batterien auf Lithium-Metallbasis | |
US20090280405A1 (en) | Process for modifying the interfacial resistance of a metallic lithium electrode | |
TWI275196B (en) | Nonaqueous electrolyte comprising oxyanion and lithium secondary battery using the same | |
CN102110848A (zh) | 非水电解质二次电池及其制造方法 | |
Wang et al. | Manganese dissolution from LiMn 2 O 4 cathodes at elevated temperature: methylene methanedisulfonate as electrolyte additive | |
JP2009543318A (ja) | シアノ基を有する非水電解液添加剤及びこれを用いた電気化学素子 | |
JP2008021517A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JPWO2017038816A1 (ja) | 電解液およびリチウムイオン二次電池 | |
Zhou et al. | An electrolyte to improve the deep charge–discharge performance of LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 cathode | |
JPWO2005029613A1 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
CN105993087A (zh) | 非水电解质二次电池 | |
JPH0997627A (ja) | 非水電解液とリチウム二次電池 | |
Liu et al. | Fluoroethylene carbonate as an electrolyte additive for improving interfacial stability of high-voltage LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 cathode | |
Kim et al. | Shuttle inhibitor effect of lithium perchlorate as an electrolyte salt for lithium–sulfur batteries | |
JPH1186901A (ja) | 二次電池用非水電解液及びそれを用いた二次電池 | |
Wang et al. | Improving the rate performance and stability of LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 in high voltage lithium-ion battery by using fluoroethylene carbonate as electrolyte additive | |
JPH05326016A (ja) | 非水系電解液二次電池 | |
Takei et al. | Effects of nonaqueous electrolyte solutions mixed with carbonate-modified siloxane on charge–discharge performance of negative electrodes for secondary lithium batteries | |
JP6587101B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2001143701A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2015037054A (ja) | リチウムイオン二次電池 |