JPH0536438A - Gelled electrolyte for lithium battery and battery using the same - Google Patents

Gelled electrolyte for lithium battery and battery using the same

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JPH0536438A
JPH0536438A JP3213249A JP21324991A JPH0536438A JP H0536438 A JPH0536438 A JP H0536438A JP 3213249 A JP3213249 A JP 3213249A JP 21324991 A JP21324991 A JP 21324991A JP H0536438 A JPH0536438 A JP H0536438A
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JP
Japan
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polyurethane
electrolyte
battery
lithium
positive electrode
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Withdrawn
Application number
JP3213249A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Sato
健児 佐藤
Atsushi Demachi
敦 出町
Minoru Noguchi
実 野口
Naohiko Oki
尚彦 沖
Koichi Miyashita
公一 宮下
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.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

PURPOSE:To prevent the deterioration of polyurethane by a positive electrode and improve cycle characteristic by using a polyurethane having saturated fatty group or/and alicyclic diisocyanates as starting materials for a gelled electrolyte. CONSTITUTION:A battery is formed by interposing a gelled electrolyte 3 in which a nonaqueous solvent containing an electrolyte is contained in a sheet polymer cross-linked body consisting of a polyurethane between a lithium alloy negative electrode 2 and a positive active material 4 such as vanadium pentoxide, and nipping it by stainless plates 1 used as both a collector and a case followed by sealing with a nipping seal material 5. The gelled electrolyte is obtained by impregnating a polyurethane having a saturated fatty group diisocyanate with mixed solution of a propylene carbonate containing LiClO4 and a dimethoxyethane to swell the polyurethane. Thus, no unsaturated bond is contained in the polyurethane, the oxidative deterioration by the positive electrode is moderated, and cycle characteristic is improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、リチウム電池用のゲル
状電解質およびこれを用いた電池に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gel electrolyte for a lithium battery and a battery using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のリチウム電池としては、例えばシ
ート状の正負極間に、セパレータと電解質溶液を介在
させたもの、ポリエチレンオキシドとリチウム塩との
複合体などの固体電解質を介在させたもの、あるいは
エレクトロクロミックディスプレーの電解質として、架
橋性エラストマーフィルムをリチウム塩の非水溶媒溶液
で膨潤させたものなどが知られている。さらに、前記
の改良として、架橋性エラストマーとしてポリウレタ
ンを用いたものなども知られている。
2. Description of the Related Art Conventional lithium batteries include, for example, a sheet-shaped positive and negative electrode with a separator and an electrolyte solution interposed therebetween, and a solid electrolyte such as a complex of polyethylene oxide and a lithium salt interposed therebetween. Alternatively, as an electrolyte for an electrochromic display, there is known an electrolyte obtained by swelling a crosslinkable elastomer film with a nonaqueous solvent solution of a lithium salt. Further, as the above-mentioned improvement, there has been known one using polyurethane as a crosslinkable elastomer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記
の場合では、薄型かつ大面積(例えば、単位セルが1mm
程度、面積が30cm×30cm以上)の積層型電池を作製
する際、電解質溶液の注液プロセスが困難となり、また
活物質の脱落やデンドライトの析出によりサイクル寿命
が短くなってしまうという問題を有している。また、前
記の場合では、固体電解質の導電率が10-4S・cm-1
以下と小さいうえに、電極と固体電解質との密着性を保
つことが困難なため、界面インピーダンスが大きくなっ
て分極の増大を招くという問題点を有している。さら
に、前記の電解質では、正極の分極が大きく大電力を
取り出せない。さらに、前記では、の欠点は改良さ
れるものの、ポリウレタン製造材料のジイソシアネート
に二重結合が含まれていると、五酸化バナジウムのよう
に酸化触媒能の強い正極と組み合わせた場合、ポリウレ
タンが酸化劣化し、電池としてのサイクル性能が劣悪に
なるという欠点を有している。本発明は、以上のような
従来の技術的課題を背景になされたものであり、薄型か
つ大面積の積層型リチウム電池の作製を容易にするとと
もに、活物質の脱落やデンドライトの析出を防止し、か
つポリウレタンの酸化劣化を防いでサイクル寿命を向上
させ、しかも電極と電解質の密着性を良好にして、電解
質溶液なみの界面インピーダンスを得ることが可能なリ
チウム電池用のゲル状電解質およびこれを用いた電池を
提供することを目的とする。
However, in the above case, the device is thin and has a large area (for example, the unit cell has a size of 1 mm).
There is a problem that the process of injecting the electrolyte solution becomes difficult when manufacturing a laminated battery of about 30 cm × 30 cm or more in area, and the cycle life is shortened due to the loss of the active material and the deposition of dendrites. ing. In the above case, the conductivity of the solid electrolyte is 10 −4 S · cm −1.
In addition to being smaller than the following, it is difficult to maintain the adhesiveness between the electrode and the solid electrolyte, so that there is a problem that the interface impedance increases and polarization increases. Furthermore, in the above electrolyte, the polarization of the positive electrode is large and a large amount of electric power cannot be taken out. Further, although the above-mentioned disadvantages are improved, when the diisocyanate of the polyurethane manufacturing material contains a double bond, the polyurethane is oxidatively deteriorated when combined with a positive electrode having a strong oxidation catalytic ability such as vanadium pentoxide. However, it has a drawback that the cycle performance as a battery becomes poor. The present invention has been made against the background of the conventional technical problems as described above, and facilitates the production of a thin and large-area stacked lithium battery, and prevents the active material from falling off and dendrites from being deposited. A gel electrolyte for lithium batteries, which can improve the cycle life by preventing oxidative deterioration of polyurethane, improve the adhesion between the electrode and the electrolyte, and obtain an interface impedance similar to that of an electrolyte solution, and a gel electrolyte for the lithium battery. The purpose of the present invention is to provide a battery.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、(a)飽和脂
肪族系および/または脂環式ジイソシアネート誘導体を
原料とするポリウレタン、(b)電解質、ならびに
(c)電解質を溶解し得る非水溶媒を主成分とするリチ
ウム電池用ゲル状電解質を提供するものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides (a) a polyurethane prepared from a saturated aliphatic and / or alicyclic diisocyanate derivative as a raw material, (b) an electrolyte, and (c) a non-aqueous solution capable of dissolving the electrolyte. A gel electrolyte for a lithium battery, which contains a solvent as a main component.

【0005】また、本発明は、電解質として前記ゲル状
電解質を用い、負極活物質がリチウムまたはリチウムを
主体とするアルカリ金属であり、正極活物質が遷移金属
の酸化物であるリチウム電池を提供するものである。
The present invention also provides a lithium battery using the gel electrolyte as an electrolyte, wherein the negative electrode active material is lithium or an alkali metal mainly containing lithium, and the positive electrode active material is an oxide of a transition metal. It is a thing.

【0006】本発明のゲル状電解質を構成する(a)ポ
リウレタンは、後述の比較的極性の大きい電解質を溶解
し得る非水溶媒と親和性のある極性基を有し、該溶媒で
膨潤するものであり、特に飽和脂肪族系および/または
脂環式ジイソシアネート誘導体を原料としたものでなけ
ればならないことが重要である。なぜならば、ジイソシ
アネートとして、芳香族系のもの、あるいは不飽和結合
を有するものを用いると、五酸化バナジウムのように酸
化触媒能の強い正極と組み合わせた場合、ポリウレタン
が劣化し、電池としてのサイクル性能が劣悪になるから
である。
The polyurethane (a) constituting the gel electrolyte of the present invention has a polar group having an affinity for a non-aqueous solvent capable of dissolving an electrolyte having a relatively large polarity described later and swelling with the solvent. It is important that the raw material is a saturated aliphatic and / or alicyclic diisocyanate derivative. The reason is that when an aromatic diisocyanate or one having an unsaturated bond is used as the diisocyanate, when it is combined with a positive electrode having a strong oxidation catalytic ability such as vanadium pentoxide, the polyurethane deteriorates and the cycle performance as a battery is improved. Because it becomes worse.

【0007】このようなジイソシアネート誘導体として
は、HDI(ヘキサメチレンジイソシアネート、TMH
DI(トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート)な
どの飽和脂肪族系ジイソシアネート誘導体、イソホロン
ジイソシアネートなどの脂環式ジイソシアネート誘導体
が挙げられる。このようなジイソシアネート誘導体と例
えば分子量1,500〜4,000程度の多官能ポリオ
ールを、必要により触媒を用いて反応させれば、本発明
に用いる(a)ポリウレタンを製造することができる。
Such diisocyanate derivatives include HDI (hexamethylene diisocyanate, TMH
Examples thereof include saturated aliphatic diisocyanate derivatives such as DI (trimethylhexamethylene diisocyanate) and alicyclic diisocyanate derivatives such as isophorone diisocyanate. By reacting such a diisocyanate derivative with a polyfunctional polyol having a molecular weight of about 1,500 to 4,000 using a catalyst if necessary, the (a) polyurethane used in the present invention can be produced.

【0008】ここで、多官能ポリオールとしては、三官
能性ポリエチレングリコール、三官能性ポリプロピレン
グリコール、三官能性(エチレングリコール−プロピレ
ングリコール)共重合体などを挙げることができるが、
これらは2種以上混合して用いてもよい。また、ウレタ
ン合成触媒としては、オクチル酸スズ、ジラウリル酸ジ
ブチルスズなどのスズ化合物、1,4−ジアザビシクロ
〔2.2.2〕オクタン〕(DABCO)、トリエチル
アミン、テトラメチルブタンジアミンなどのアミン系触
媒を用いることができる。
Examples of polyfunctional polyols include trifunctional polyethylene glycol, trifunctional polypropylene glycol, and trifunctional (ethylene glycol-propylene glycol) copolymer.
You may use these in mixture of 2 or more types. As the urethane synthesis catalyst, tin compounds such as tin octylate and dibutyltin dilaurate, amine-based catalysts such as 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane] (DABCO), triethylamine and tetramethylbutanediamine are used. Can be used.

【0009】本発明において、ゲル状電解質に使用され
る(b)電解質としては、正極活物質および負極活物質
に対して化学的に安定であり、かつリチウムイオンが正
極活物質と電気化学反応をするために移動できる非水物
質であればどのようなものでも使用でき、特にカチオン
とアニオンとの組み合わせによりなる化合物であって、
カチオンとしてはLi+ 、またアニオンの例としてはP
6 - 、AsF6 - 、SbF6 - のようなVb族元素の
ハロゲン族元素とのハロゲン化物アニオン、I- (I3
- )、Br -、Cl- のようなハロゲンアニオン、Cl
4 - のような過塩素酸アニオン、HF2 - 、CF3
3 - 、SCN -などのアニオンを有する化合物などを
挙げることができるが、必ずしもこれらのアニオンに限
定されるものではない。
In the present invention, the (b) electrolyte used in the gel electrolyte is chemically stable with respect to the positive electrode active material and the negative electrode active material, and lithium ions cause an electrochemical reaction with the positive electrode active material. Any non-aqueous substance that can move in order to be used can be used, in particular, a compound composed of a combination of a cation and an anion,
Li + as the cation, and P as the anion
A halide anion of a Vb group element such as F 6 , AsF 6 , and SbF 6 with a halogen group element, I (I 3
-), Br -, Cl - halogen anion, such as, Cl
O 4 - perchlorate anions such as, HF 2 -, CF 3 S
O 3 -, SCN - and the like can be mentioned compounds having an anion such as, but not necessarily limited to these anions.

【0010】このようなカチオン、アニオンをもつリチ
ウム塩の具体例としては、LiPF6 、LiAsF6
LiSbF6 、LiBF4 、LiClO4 、LiI、L
iBr、LiCl、LiAlCl4 、LiHF2 、Li
SCN、LiSO3 CF3 などが挙げられる。これらの
うちでは、特にLiPF6 、LiAsF6 、LiB
4 、LiClO4 、LiSbF6 、LiSO3 CF3
が好ましい。
Specific examples of the lithium salt having such a cation and anion include LiPF 6 , LiAsF 6 ,
LiSbF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiI, L
iBr, LiCl, LiAlCl 4 , LiHF 2 , Li
Examples thereof include SCN and LiSO 3 CF 3 . Of these, especially LiPF 6, LiAsF 6, LiB
F 4 , LiClO 4 , LiSbF 6 , LiSO 3 CF 3
Is preferred.

【0011】次に、(c)電解質を溶解し得る非水溶媒
としては特に限定されないが、比較的極性の大きい溶媒
が良好に用いられる。具体的には、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、テトラヒドロフラン、2
−メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、ジオキサ
ン、ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチル
エーテルなどのグライム類、r−ブチロラクトンなどの
ラクトン類、トリエチルホスフェートなどのリン酸エス
テル類、ホウ酸トリエチルなどのホウ酸エステル類、ス
ルホラン、ジメチルスルホキシドなどの硫黄化合物、ア
セトニトリルなどのニトリル類、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、硫酸ジメチ
ル、ニトロメタン、ニトロベンゼン、ジクロロエタンな
どの1種または2種以上の混合物を挙げることができ
る。これらのうちでは、特にエチレンカーボネート、プ
ロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、テトラ
ヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメト
キシエタン、ジオキソランおよびγ−ブチロラクトンか
ら選ばれた1種または2種以上の混合溶媒が好適であ
る。
Next, (c) the non-aqueous solvent capable of dissolving the electrolyte is not particularly limited, but a solvent having a relatively large polarity is favorably used. Specifically, propylene carbonate, ethylene carbonate, tetrahydrofuran, 2
-Glymes such as methyltetrahydrofuran, dioxolane, dioxane, dimethoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, lactones such as r-butyrolactone, phosphoric acid esters such as triethyl phosphate, borate esters such as triethyl borate, sulfolane, dimethyl sulfoxide, etc. And sulfur compounds, nitriles such as acetonitrile, amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide, and one or a mixture of two or more such as dimethyl sulfate, nitromethane, nitrobenzene and dichloroethane. Of these, one or a mixture of two or more selected from ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethoxyethane, dioxolane and γ-butyrolactone is particularly preferable.

【0012】本発明のゲル状電解質は、以上の(a)飽
和脂肪族系および/または脂環式ジイソシアネート誘導
体を原料とするポリウレタン、(b)電解質、ならびに
(c)電解質を溶解し得る非水溶媒から構成されるが、
これらの組成割合は、重量比で1〜90/1〜9/9〜
81、好ましくは30〜70/3〜7/27〜63〔た
だし、(a)+(b)+(c)=100重量%〕であ
る。
The gel electrolyte of the present invention comprises a polyurethane prepared from the above (a) saturated aliphatic and / or alicyclic diisocyanate derivative, (b) electrolyte, and (c) non-aqueous solution capable of dissolving the electrolyte. Composed of solvent,
The composition ratio of these is 1 to 90/1 to 9/9 by weight.
81, preferably 30 to 70/3 to 7/27 to 63 [(a) + (b) + (c) = 100% by weight].

【0013】かくて、前述した(a)ポリウレタンから
なるシート状高分子架橋体に、(b)電解質を含有する
(c)非水溶媒を含浸させることによって、高分子架橋
体が膨潤してゲル状電解質となり、正負極間にこのゲル
状電解質を介在させることでリチウム電池が構成され
る。
Thus, by impregnating the above-mentioned sheet-like cross-linked polymer of polyurethane (a) with (b) a nonaqueous solvent containing an electrolyte (c), the cross-linked polymer swells and gels. Becomes a solid electrolyte, and a lithium battery is constituted by interposing the gel electrolyte between the positive and negative electrodes.

【0014】ここで、本発明の電池に用いられる負極活
物質は、リチウムまたはリチウムを主体とするアルカリ
金属であり、具体的にはリチウムまたはリチウムを吸
蔵、放出可能なリチウム合金が用いられる。この場合、
リチウム合金としては、リチウムを含むIIa、IIb、II
I a、IVa、Va族の金属またはその2種以上の合金が
使用可能であるが、特にリチウムを含むAl、In、S
n、Pb、Bi、Cd、Znまたはこれらの2種以上の
合金が好ましい。
Here, the negative electrode active material used in the battery of the present invention is lithium or an alkali metal mainly containing lithium, and specifically lithium or a lithium alloy capable of absorbing and releasing lithium is used. in this case,
Lithium alloys include lithium containing IIa, IIb, II
A group Ia, IVa, or Va metal or an alloy of two or more kinds thereof can be used, and particularly Al, In, and S containing lithium.
Preference is given to n, Pb, Bi, Cd, Zn or alloys of two or more of these.

【0015】また、正極活物質に用いられる遷移金属の
酸化物としては、五酸化バナジウム、二酸化マンガン、
二酸化コバルトなどが挙げられ、なかでも五酸化バナジ
ウムが好ましい。
The transition metal oxides used for the positive electrode active material include vanadium pentoxide, manganese dioxide,
Examples thereof include cobalt dioxide, and of these, vanadium pentoxide is preferable.

【0016】以下、本発明のゲル状電解質を使用したリ
チウム電池の一例を図面を参照して詳細に説明する。す
なわち、このリチウム電池は、図1に示すようにリチウ
ム合金負極2と正極活物質4との間に、前記ポリウレタ
ンからなるシート状高分子架橋体に電解質を含有した非
水溶媒を含浸させてなるゲル状電解質3を介在させ、集
電体とケースを兼ねたステンレス板1で挟み、封止材5
で密封したものである。
An example of a lithium battery using the gel electrolyte of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. That is, as shown in FIG. 1, this lithium battery is obtained by impregnating a sheet-like polymer cross-linked body made of polyurethane with a non-aqueous solvent containing an electrolyte between a lithium alloy negative electrode 2 and a positive electrode active material 4. The gel electrolyte 3 is interposed and sandwiched by the stainless steel plate 1 which also serves as a collector and a case, and a sealing material 5
It is sealed with.

【0017】以上説明してきたように、本発明のゲル状
電解質を採用してなるリチウム電池では、ゲル状電解質
が成型体であるため、薄型、大面積のリチウム電池を作
製する場合であっても組立てが容易となり、またゲル状
電解質は弾性体であるため、圧迫効果を有して電極と電
解質の密着性を良好にするとともに、活物質の脱落やデ
ンドライトの析出を防止し、かつ特定のポリウレタンを
用いることによりサイクル寿命を向上させ、さらにゲル
状であることから電解質の表面は濡れた状態になってお
り、従って電極と電解質との接触は溶液と同様に良好と
なり、電解質溶液なみの界面インピーダンスを得ること
が可能となる。
As described above, in the lithium battery using the gel electrolyte of the present invention, the gel electrolyte is a molded product, so that even if a thin lithium battery having a large area is produced. Assembling is easy, and since the gel electrolyte is an elastic body, it has a compression effect to improve the adhesion between the electrode and the electrolyte, and prevents the active material from falling off and dendrites from being deposited, and it is also possible to use a specific polyurethane. Improves the cycle life, and because it is in the form of gel, the surface of the electrolyte is in a wet state, so the contact between the electrode and the electrolyte is as good as a solution, and the interface impedance is similar to that of an electrolyte solution. Can be obtained.

【0018】[0018]

【作用】本発明のゲル状電解質を使用したリチウム電池
は、ゲル状電解質を構成するポリウレタンとして飽和脂
肪族系および/または脂環式ジイソシアネート誘導体を
原料とするものを用いているため、ポリウレタン中に不
飽和結合がなく、正極による酸化劣化が緩和され、サイ
クル特性が向上したものと考えられる。
In the lithium battery using the gel electrolyte of the present invention, the polyurethane constituting the gel electrolyte uses a saturated aliphatic and / or alicyclic diisocyanate derivative as a raw material. It is considered that there is no unsaturated bond, oxidation deterioration due to the positive electrode is alleviated, and cycle characteristics are improved.

【0019】[0019]

【実施例】以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも
のではない。 実施例1 三官能性(プロピレングリコール−エチレングリコー
ル)ランダム共重合体(Mw=3,050)50gに、
触媒としてDABCO(1,4−ジアザビシクロ〔2.
2.2〕−オクタン)0.2gを加え攪拌し、HDI
(ヘキサメチレンジイソシアネート)4.91gをさら
に加えて攪拌し、真空脱泡したのち、バーコーダーでガ
ラス上に塗布し、80℃オーブン中に5時間おいてポリ
ウレタンフィルム(厚さ100μm)を得た。
The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Example 1 50 g of a trifunctional (propylene glycol-ethylene glycol) random copolymer (Mw = 3,050),
DABCO (1,4-diazabicyclo [2.
2.2] -Octane) 0.2 g was added and stirred, and HDI
(Hexamethylene diisocyanate) (4.91 g) was further added, and the mixture was stirred, degassed in vacuum, and then coated on a glass with a bar coder and left in an oven at 80 ° C. for 5 hours to obtain a polyurethane film (thickness 100 μm).

【0020】このポリウレタンフィルムを、プロピレン
カーボネートとジメトキシエタンを体積比で1:1とし
た混合溶媒にLiClO4 を1モル/lで溶解した溶液
で膨潤させてゲル状電解質を得た。このゲル状電解質を
用い、正極を五酸化バナジウム、負極を金属リチウムと
し、図1に示すような電池を作製した。電極面積は、各
々16cm2 であった。この電池について、25mA放電
(2.5Vまで)、10mA充電(4Vまで)の条件で
充放電サイクルを繰り返した(休止1時間)。サイクル
に対して、正極活物質重量あたりの放電容量をプロット
したものを図2に示す。
This polyurethane film was swollen with a solution of LiClO 4 dissolved at 1 mol / l in a mixed solvent of propylene carbonate and dimethoxyethane at a volume ratio of 1: 1 to obtain a gel electrolyte. Using this gel electrolyte, vanadium pentoxide was used for the positive electrode and metallic lithium was used for the negative electrode, and a battery as shown in FIG. 1 was produced. The electrode area was 16 cm 2 each. The battery was repeatedly charged and discharged under the conditions of 25 mA discharge (up to 2.5 V) and 10 mA charge (up to 4 V) (rest for 1 hour). FIG. 2 shows a plot of the discharge capacity per positive electrode active material weight against the cycle.

【0021】比較例1 実施例1のHDIをトリレンジイソシアネート(TD
I)に代えた以外は、すべて実施例1と同様にして電池
を作製し、サイクル安定性を調べた。結果を図3に示
す。図2と図3を比較することにより、ジイソシアネー
ト誘導体として、飽和脂肪族系ジイソシアネートを用い
ることにより、リチウム二次電池のサイクル安定性が向
上することが分かる。
Comparative Example 1 The HDI of Example 1 was mixed with tolylene diisocyanate (TD
A battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the battery was replaced with I), and the cycle stability was examined. The results are shown in Fig. 3. By comparing FIG. 2 and FIG. 3, it can be seen that the cycle stability of the lithium secondary battery is improved by using the saturated aliphatic diisocyanate as the diisocyanate derivative.

【0022】実施例2 実施例1のHDIをトリメチルヘキサメチレンジイソシ
アネート(TMHDI)に代えた以外は、すべて実施例
1と同様にして電池を作製し、サイクル安定性を調べ
た。結果を図4に示す。図4より、本発明の電池のサイ
クル安定性が優れていることが分かる。
Example 2 A battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that HDI of Example 1 was replaced with trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHDI), and the cycle stability was examined. The results are shown in Fig. 4. From FIG. 4, it can be seen that the cycle stability of the battery of the present invention is excellent.

【0023】実施例3(正極に対する安定性の評価) 実施例2で得られたゲル状電解質を、満充電状態の五酸
化バナジウム正極と、放電し切った状態の五酸化バナジ
ウム正極で挟み、セルを構成した。電極面積は16cm2
であった。参照極としてリチウム金属を用い、放電電流
25mAで放電終止電圧2.5Vの放電、充電電流10
mAで充電終止電圧4Vの充電(休止1時間)のサイク
ルを繰り返し、正極活物質重量あたりの放電容量を調べ
た。結果を図5に示す。図5より、125サイクルでも
劣化がみられないことが分かる。同じ構成のセルで、放
電深度50%の充放電を繰り返した際の放電終止電位を
調べた。結果を図6に示す。180サイクルにわたって
も、劣化がみられないことが分かる。
Example 3 (Evaluation of Stability for Positive Electrode) The gel electrolyte obtained in Example 2 was sandwiched between a fully charged vanadium pentoxide positive electrode and a completely discharged vanadium pentoxide positive electrode to form a cell. Configured. The electrode area is 16 cm 2
Met. Using lithium metal as a reference electrode, a discharge current of 25 mA, a discharge end voltage of 2.5 V, and a charge current of 10
The cycle of charging at a cutoff voltage of 4 V (1 hour pause) was repeated at mA to examine the discharge capacity per weight of the positive electrode active material. Results are shown in FIG. From FIG. 5, it can be seen that no deterioration is observed even after 125 cycles. With respect to the cells having the same structure, the discharge end potential was examined when charging and discharging were repeated at a discharge depth of 50%. Results are shown in FIG. It can be seen that no deterioration is observed even after 180 cycles.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明によれば、ゲル状電解質に飽和脂
肪族系および/または脂環式ジイソシアネートを原料と
するポリウレタンを用いることにより正極によるポリウ
レタンの劣化を防止することができ、サイクル特性の良
好な電池を得ることができる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, by using a polyurethane containing a saturated aliphatic type and / or an alicyclic diisocyanate as a raw material in the gel electrolyte, it is possible to prevent the deterioration of the polyurethane due to the positive electrode and to improve the cycle characteristics. A good battery can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のゲル状電解質を用いたリチウム電池の
断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lithium battery using a gel electrolyte of the present invention.

【図2】実施例1で得られた電池の充放電を繰り返した
ときの放電容量とサイクル回数との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the discharge capacity and the number of cycles when the battery obtained in Example 1 was repeatedly charged and discharged.

【図3】比較例1で得られた電池の充放電を繰り返した
ときの放電容量とサイクル回数との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the discharge capacity and the number of cycles when the battery obtained in Comparative Example 1 was repeatedly charged and discharged.

【図4】実施例2で得られた電池の充放電を繰り返した
ときの放電容量とサイクル回数との関係を示すグラフで
ある。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the discharge capacity and the number of cycles when the battery obtained in Example 2 was repeatedly charged and discharged.

【図5】実施例3で行った正極に対する安定性評価にお
ける充放電を繰り返したときの放電容量とサイクル回数
との関係を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the discharge capacity and the number of cycles when charging and discharging are repeated in the stability evaluation for the positive electrode performed in Example 3.

【図6】実施例3で行った正極に対する安定性評価にお
ける深度50%の充放電を繰り返したときの放電容量と
サイクル回数との関係を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the discharge capacity and the number of cycles when charging / discharging at a depth of 50% is repeated in the stability evaluation for the positive electrode performed in Example 3.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ステンレス板 2 負極 3 ゲル状電解質 4 正極活物質 5 封止材 1 stainless steel plate 2 Negative electrode 3 gel electrolyte 4 Positive electrode active material 5 Sealant

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沖 尚彦 埼玉県和光市中央一丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 宮下 公一 埼玉県和光市中央一丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Naohiko Oki             1-4-1 Chuo 1-4-1 Wako City, Saitama Prefecture             Inside Honda Research Laboratory (72) Inventor Koichi Miyashita             1-4-1 Chuo 1-4-1 Wako City, Saitama Prefecture             Inside Honda Research Laboratory

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)飽和脂肪族系および/または脂環
式ジイソシアネート誘導体を原料とするポリウレタン、
(b)電解質、ならびに(c)電解質を溶解し得る非水
溶媒を主成分とするリチウム電池用ゲル状電解質。
1. A polyurethane comprising (a) a saturated aliphatic and / or alicyclic diisocyanate derivative as a raw material,
(B) An electrolyte, and (c) a gel electrolyte for a lithium battery containing a non-aqueous solvent capable of dissolving the electrolyte as a main component.
【請求項2】 電解質として請求項1記載のゲル状電解
質を用い、負極活物質がリチウムまたはリチウムを主体
とするアルカリ金属であり、正極活物質が遷移金属の酸
化物であるリチウム電池。
2. A lithium battery in which the gel electrolyte according to claim 1 is used as an electrolyte, the negative electrode active material is lithium or an alkali metal mainly containing lithium, and the positive electrode active material is an oxide of a transition metal.
【請求項3】 正極活物質が五酸化バナジウムである請
求項2記載のリチウム電池。
3. The lithium battery according to claim 2, wherein the positive electrode active material is vanadium pentoxide.
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