JPH0869818A - Nonaqueous solvent system lithium secondary battery - Google Patents

Nonaqueous solvent system lithium secondary battery

Info

Publication number
JPH0869818A
JPH0869818A JP4194847A JP19484792A JPH0869818A JP H0869818 A JPH0869818 A JP H0869818A JP 4194847 A JP4194847 A JP 4194847A JP 19484792 A JP19484792 A JP 19484792A JP H0869818 A JPH0869818 A JP H0869818A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium
battery
secondary battery
lithium secondary
2methf
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
Application number
JP4194847A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Tobishima
真一 鳶島
Kunio Moriya
邦夫 森屋
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.)
Advanced Energy Technologies Inc
Advanced Energy Technology Inc
Original Assignee
Advanced Energy Technologies Inc
Advanced Energy Technology Inc
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 Advanced Energy Technologies Inc, Advanced Energy Technology Inc filed Critical Advanced Energy Technologies Inc
Priority to JP4194847A priority Critical patent/JPH0869818A/en
Publication of JPH0869818A publication Critical patent/JPH0869818A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PURPOSE: To obtain a lithium secondary battery which has a long life of charging and discharging and a proper safety. CONSTITUTION: An electrolyte in which lithium ions are used as a negative electrode active material that can be discharged and charged and vanadium oxide is used as a positive electrode active material, and at least one kind of lithium salt is dissolved in an organic solvent is used. The organic solvent mixes three kinds of solvents; ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), and 2-methil tetrahydrofuran(2MeTHF) at the following volume ratio: EC(x)PC (y)2MeTHF(z). x, y, z: solvent volume mixing ratio, x+y+z=100, x<y, z<y, x+y>50 (or z<50). By this result, a lithium secondary battery whose discharge life is long and that is in a good safe condition.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオンを
充放電可能な負極、リチウムイオンを充放電可能な正極
および非水溶媒にリチウム塩を溶解した電解液を有する
リチウム二次電池に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lithium secondary battery having a negative electrode capable of charging and discharging lithium ions, a positive electrode capable of charging and discharging lithium ions, and an electrolyte solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent. .

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム二次電池は、従来市販されてい
る二次電池(例えば、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム)
に比較して高エネルギー密度の電池として期待されてい
る。コイン型等の小型のリチウム二次電池は既に市販さ
れている。また、負極にリチウムイオンを含む炭素を、
正極にコバルト酸化物を使用する単三および単三類似サ
イズの二次電池が市販されているが、放電容量はニッケ
ルカドミウム電池より小さい。したがって、単5−単1
サイズの高エネルギーのリチウム二次電池はまだ、実用
化されていない。これは主として、以下の2つの理由に
よる。第1の理由は、非水溶媒系電解液中でのリチウム
の充放電効率が低いことである。第2の理由は、電池の
大型化に伴う電池の安全性の低下という問題である。リ
チウム二次電池を大型化すると、電池を極端な高温での
二次電池として誤って使用した場合には、電池から大量
のガスが発生したり、極端な場合、発火、破裂の危険性
もある。このリチウム二次電池の安全性の問題は、正
極、負極および電解液の組み合わせと密接な関係があ
る。
2. Description of the Related Art Lithium secondary batteries are secondary batteries that have hitherto been commercially available (for example, lead storage batteries, nickel cadmium).
It is expected as a battery with a higher energy density compared to. A small lithium secondary battery such as a coin type is already on the market. In addition, carbon containing lithium ions in the negative electrode,
AA and similar-sized secondary batteries using cobalt oxide for the positive electrode are commercially available, but the discharge capacity is smaller than that of nickel-cadmium batteries. Therefore, single 5-single 1
A high-energy lithium secondary battery of a size has not yet been put into practical use. This is mainly due to the following two reasons. The first reason is that the charge / discharge efficiency of lithium in the non-aqueous solvent electrolyte is low. The second reason is a problem that the safety of the battery is reduced as the battery becomes larger. If the lithium secondary battery is upsized, a large amount of gas may be generated from the battery if the battery is mistakenly used as a secondary battery at extremely high temperatures, or in extreme cases there is a risk of ignition or explosion. . The safety problem of the lithium secondary battery is closely related to the combination of the positive electrode, the negative electrode and the electrolytic solution.

【0003】リチウムは高エネルギーの電池を実現可能
であるが、一方、リチウムの高い化学反応性は電池を非
安全なものにする危険性がある。リチウムと非水溶媒は
熱力学的には反応し、電解液の分解生成物は、通常、リ
チウム表面に残る固体とガスである。この発熱反応はリ
チウムの融点(180℃)まで電池温度を上昇し得る。
リチウムが溶融すると激しく電解液や正極と反応し、電
池内部温度をさらに上昇させ、これらの発熱反応を加速
するという悪循環になる。反応生成物の中には可燃性が
高いものもある。さらに、電池は充放電を繰り返すと、
より安全性が低下する傾向がある。これは、リチウムの
析出形態が平面にならず、表面積が増大し、充放電した
リチウムの反応活性度が増大しているためと解釈されて
いる。したがって、リチウムの充放電効率が高い電解液
を使用した場合、その反面リチウムの反応活性度は高い
危険性を有し、実用電池に用いる電解液は実用的な安全
性確保と実用的なリチウムの充放電効率を高い次元で妥
協させたものでなければならない。つまり、単にリチウ
ムの充放電効率が高い電解液では電池の安全性が現実に
確保できない危険性がある。もちろん、電池の充放電性
能および安全性は上記のように、負極、正極、電解液、
すべての組み合わせが影響する。言い替えると、正極に
合わせた実用的な電解液が必要となる。
While lithium is capable of high energy batteries, the high chemical reactivity of lithium poses the risk of making the battery unsafe. The lithium and the non-aqueous solvent react thermodynamically, and the decomposition products of the electrolytic solution are usually solids and gases remaining on the lithium surface. This exothermic reaction can raise the battery temperature to the melting point of lithium (180 ° C.).
When the lithium melts, it reacts violently with the electrolytic solution and the positive electrode, further raising the internal temperature of the battery and accelerating these exothermic reactions. Some reaction products are highly flammable. Furthermore, when the battery is repeatedly charged and discharged,
It tends to be less secure. This is interpreted that the precipitation form of lithium is not flat, the surface area is increased, and the reactivity of charged and discharged lithium is increased. Therefore, when an electrolyte solution having a high charge / discharge efficiency of lithium is used, on the other hand, the reaction activity of lithium has a high risk, and the electrolyte solution used in the practical battery has practical safety assurance and practical lithium The charge and discharge efficiency must be compromised at a high level. In other words, there is a danger that the safety of the battery cannot be actually ensured with an electrolyte solution having a high lithium charge / discharge efficiency. Of course, the charge and discharge performance and safety of the battery are as described above for the negative electrode, positive electrode, electrolytic solution,
All combinations affect. In other words, a practical electrolytic solution suitable for the positive electrode is required.

【0004】リチウムの充放電効率を向上させるため、
種々の電解液が現在まで検討されているが、その安全性
については、ほとんど言及されていない。現時点で、最
高のリチウムの充放電効率を得るためには、2−メチル
テトラヒドロフラン(2MeTHF)を溶媒成分として
含む電解液を使用することに可能性があると考えられ
る。例えば、2MeTHF単独溶媒を用いた電解液は高
いリチウムの充放電効率を示すことがリチウムの半セル
(正極はない)を用いた実験で報告されている(米国特
許4,118,550(1978))。2−メチルフラ
ンを2MeTHF単独あるいは2MeTHFにTHFの
ようなエーテル類を混合したものに添加するとTiS2
を正極に用いたリチウム電池は長い充放電寿命を示すこ
とが報告されている(米国特許4,489,145(1
988))。さらに、エチレンカーボネート(EC)を
2MeTHFに添加するとV25を正極に使用したリチ
ウム電池は長い充放電寿命を示す傾向があり、2MeT
HFの体積混合量は50%以上必要であることも報告さ
れている(米国特許4,737,424(198
8))。そして、Li/TiS2電池の場合、長いサイ
クル寿命を得るために、EC/2MeTHF(10/9
0)が効果があることも報告されている(proceedingon
the symposium on "Rechargeable Lithium Batterie
s", proceeedings volume 90-5, the Electrochemical
Society Inc., pp. 114-126, 1990)。また、2MeT
HFにECと類似構造のプロピレンカーボネート(P
C)を混合すると、リチウムの半セルの実験で高いリチ
ウムの充放電効率を示すことが報告されているが、EC
ほどの効果はない(Electrochimica Acta, vol. 29, N
o. 10, pp. 1471-1476.(1984))。さらに、VO2を正極
に用いたリチウム電池の充放電にEC/PC/2MeT
HF(12.5/12.5/75)を使用した電解液が
効果的であることが報告されている(米国特許4,96
5,150(1990))。これらの2MeTHFを使
用した電解液の報告すべてが、最高の充放電寿命を得る
ためには、2MeTHFが50%以上必要であると述べ
ている。しかし、我々は、実用的観点から、2MeTH
Fの50%以上大量使用は問題があることを発見した。
2MeTHFは、引火点が−11℃と低く、揮発性(沸
点は約80℃)で燃えやすい。また、酸化されやすく、
爆発性の過酸化物を作りやすい。2MeTHFの大量使
用はリチウムの充放電効率を向上させるが、一方、電池
の安全性を低下させるという実用上の大きな問題点があ
る。したがって、正極との組み合わせを考慮した上で2
MeTHFの使用量は最適化されなくてはならない。
In order to improve the charge / discharge efficiency of lithium,
Various electrolytes have been studied up to now, but their safety is hardly mentioned. At present, it is considered possible to use an electrolytic solution containing 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF) as a solvent component in order to obtain the highest lithium charge / discharge efficiency. For example, it has been reported in an experiment using a lithium half cell (no positive electrode) that an electrolyte solution using a single solvent of 2MeTHF exhibits high charge / discharge efficiency of lithium (US Pat. No. 4,118,550 (1978). ). When 2-methylfuran is added to 2MeTHF alone or a mixture of 2MeTHF and ethers such as THF, TiS 2
It has been reported that a lithium battery using a cathode as a positive electrode has a long charge / discharge life (US Pat. No. 4,489,145 (1).
988)). Further, when ethylene carbonate (EC) is added to 2MeTHF, a lithium battery using V 2 O 5 as a positive electrode tends to show a long charge / discharge life, and 2MeT
It is also reported that the volume mixing amount of HF is required to be 50% or more (US Pat. No. 4,737,424 (198).
8)). In the case of Li / TiS 2 battery, in order to obtain a long cycle life, EC / 2MeTHF (10/9)
0) is also effective (proceedingon
the symposium on "Rechargeable Lithium Batterie
s ", proceeedings volume 90-5, the Electrochemical
Society Inc., pp. 114-126, 1990). Also, 2MeT
HF has a similar structure to EC as propylene carbonate (P
It has been reported that a mixture of C) shows a high lithium charge / discharge efficiency in a half-cell experiment of lithium.
Not as effective (Electrochimica Acta, vol. 29, N
o. 10, pp. 1471-1476. (1984)). Furthermore, for charging / discharging lithium batteries using VO 2 as a positive electrode, EC / PC / 2MeT
An electrolytic solution using HF (12.5 / 12.5 / 75) has been reported to be effective (US Pat. No. 4,96).
5,150 (1990)). All of these reports of electrolytes using 2MeTHF state that 50% or more of 2MeTHF is required to obtain the best charge / discharge life. However, from a practical point of view, we
It has been found that the use of 50% or more of F in large quantities is problematic.
2MeTHF has a low flash point of -11 ° C, is volatile (boiling point is about 80 ° C), and easily burns. Also, it is easily oxidized,
Easy to make explosive peroxides. Although a large amount of 2MeTHF improves the charge / discharge efficiency of lithium, it has a serious practical problem of reducing the safety of the battery. Therefore, considering the combination with the positive electrode, 2
The amount of MeTHF used must be optimized.

【0005】一方、MoS2を正極に用いたリチウム二
次電池用電解液溶媒として、エステルとエステルの混合
溶媒であるECとPCの混合溶媒が提案されている(Jo
unalof Power Sources, vol.24, pp.195-206(1988))。
ECとPCは高い沸点(それぞれ、238および241
℃)と高い引火点(160および132℃)を有する。
25を正極に用いたリチウム電池あるいはリチウムの
半セルでは、EC/PCを使用するとEC/2MeTH
F混合系より充放電サイクル寿命は短いことが報告され
ているが(Jounal of Power Sources, vol.20, pp.293-
297(1987))、EC/PCの方がEC/2MeTHFよ
り電池の安全性は高いと考えられる。そして、NbSe
3を正極に使用したリチウム二次電池の充放電寿命を長
くし、かつ電池の安全性を向上させるために、EC/P
Cにグライム類を添加することも報告されている(米国
特許4,753,859(1988))。しかしなが
ら、電解液材料およびその組成は、リチウム電池の充放
電寿命と安全性の両者のバランスを考慮し、決定しなけ
ればならない。
On the other hand, a mixed solvent of EC and PC, which is a mixed solvent of ester and ester, has been proposed as an electrolytic solution solvent for a lithium secondary battery using MoS 2 as a positive electrode (Jo
unalof Power Sources, vol.24, pp.195-206 (1988)).
EC and PC have high boiling points (238 and 241 respectively)
C) and a high flash point (160 and 132 C).
In the case of a lithium battery using V 2 O 5 as the positive electrode or a half cell of lithium, using EC / PC results in EC / 2MeTH.
It has been reported that the charge / discharge cycle life is shorter than that of the F mixed system (Jounal of Power Sources, vol.20, pp.293-
297 (1987)), EC / PC is considered to have higher battery safety than EC / 2MeTHF. And NbSe
In order to extend the charge / discharge life of the lithium secondary battery using 3 as the positive electrode and improve the battery safety, EC / P
It has also been reported that glymes are added to C (US Pat. No. 4,753,859 (1988)). However, the electrolyte solution material and its composition must be determined in consideration of the balance between the charge / discharge life and safety of the lithium battery.

【0006】リチウム二次電池用正極活物質についても
多くの化合物が検討されている。これらの化合物の中
で、バナジウム酸化物はエネルギーとサイクル寿命の観
点から期待されている。例えば、結晶V25、非晶質の
25、V613は高いエネルギーと長いリチウムの充
放電寿命が期待されている。また、バナジウム酸化物の
リチウム化合物(たとえば、LiαV38、1.0≦α
≦1.2)も性能が優れた正極活物質として期待されて
いる。バナジウム酸化物を正極に用いたリチウム二次電
池の充放電寿命を向上させる電解液としてEC/2Me
THF混合溶媒系電解液が提案されているが、実用的観
点からは、安全性の問題がある。
Many compounds have been investigated as positive electrode active materials for lithium secondary batteries. Among these compounds, vanadium oxide is expected from the viewpoint of energy and cycle life. For example, crystalline V 2 O 5 , amorphous V 2 O 5 , and V 6 O 13 are expected to have high energy and a long lithium charge / discharge life. Further, a lithium compound of vanadium oxide (for example, LiαV 3 O 8 , 1.0 ≦ α
≦ 1.2) is also expected as a positive electrode active material with excellent performance. EC / 2Me as an electrolytic solution for improving the charge / discharge life of a lithium secondary battery using vanadium oxide for the positive electrode
Although a THF mixed solvent-based electrolytic solution has been proposed, there is a safety problem from a practical viewpoint.

【0007】本発明は、充放電寿命が長く、かつ、安全
性も良好なリチウム二次電池を実現するための電解液を
提供することを主な目的とするものである。
The main object of the present invention is to provide an electrolytic solution for realizing a lithium secondary battery having a long charge / discharge life and good safety.

【0008】[0008]

【発明の構成】本発明は、リチウムイオンを放電および
充電可能な負極活物質とし、バナジウム酸化物を正極活
物質とし、少なくとも1種のリチウム塩を有機溶媒に溶
解させた電解液を用いたリチウム二次電池において、上
記有機溶媒が、エチレンカーボネート(EC)、プロピ
レンカーボネート(PC)および2−メチルテトラヒド
ロフラン(2MeTHF)の3種の溶媒を下記の体積比
で混合したことを特徴とするリチウム二次電池を提供す
るものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the present invention, lithium is used as an anode active material capable of discharging and charging lithium ions, vanadium oxide as a cathode active material, and an electrolytic solution prepared by dissolving at least one lithium salt in an organic solvent. In the secondary battery, the organic solvent is a mixture of three kinds of solvents of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC) and 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF) in the following volume ratio. A battery is provided.

【0009】EC(x)PC(y)2MeTHF(z) x、y、z:溶媒体積混合比、 x+y+z=100、x<y、z<y、x+y>50
(あるいはz>50)
EC (x) PC (y) 2MeTHF (z) x, y, z: solvent volume mixing ratio, x + y + z = 100, x <y, z <y, x + y> 50
(Or z> 50)

【0010】リチウムイオンを放電および充電可能な負
極活物質としては、金属リチウム、リチウムイオンを充
放電可能な合金、あるいはリチウムイオンを充放電可能
な化合物が使用でき、正極活物質としては、バナジウム
に対する酸素のモル比が2−3で、リチウムイオンと可
逆的な電気化学反応を行なうバナジウム酸化物が使用で
き、電解液は、少なくとも1種のリチウム塩をEC、P
Cおよび2MeTHFの3種の溶媒を上記の体積比で混
合したことを用いることができる。特に好ましくは、2
MeTHFの混合量は35%以下、ECとPCの総和を
100とした場合のPCに対するECの混合比が5/9
5〜45/55である。
As the negative electrode active material capable of discharging and charging lithium ions, metallic lithium, an alloy capable of charging and discharging lithium ions, or a compound capable of charging and discharging lithium ions can be used. As the positive electrode active material, it is possible to use vanadium. Vanadium oxide, which has a molar ratio of oxygen of 2-3 and undergoes a reversible electrochemical reaction with lithium ions, can be used, and the electrolytic solution contains at least one lithium salt EC, P
A mixture of 3 solvents of C and 2MeTHF in the above volume ratio can be used. Particularly preferably, 2
The mixing amount of MeTHF is 35% or less, and the mixing ratio of EC to PC is 5/9 when the total of EC and PC is 100.
5 to 45/55.

【0011】本発明をさらに詳細に説明する。The present invention will be described in more detail.

【0012】リチウム二次電池用電解液には、高いリチ
ウムの充放電効率を有することが要求される。上述した
ように、リチウムは電解液と反応し、リチウム表面に固
体の膜を形成する。リチウムの充放電性能は、この膜の
種々の性質に影響される。例えば、膜の生成速度、膜の
イオン伝導性、電子伝導性、多孔度、機械的強度、柔軟
性等の性質が影響する。この観点から、リチウムの充放
電性能を向上させるためには、ECと2MeTHFが必
要である。しかし、大量の2MeTHF使用は、電池の
安全性を低下させる危険性がある。もし、EC/2Me
rTHF2成分混合溶媒系で2MeTHFの混合量を減
少させていくと、他の問題が生じる。ECの融点は36
℃と高く、混合溶媒でECを用いる場合でも、ECの混
合量は50%を越えると、電池の低温での特性が著しく
劣化する。もし、ECの代わりに、PCを使用した場
合、リチウムの充放電性能は下がる。リチウム半セルを
使用したリチウムの充放電効率の測定結果から(Electr
ochimica Acta, vol.29, No.2, pp.267-271(1984))
は、EC/PC混合系では、ECの混合量が増加するに
つれて、リチウムの充放電効率が向上していくことが報
告されている。しかし、我々は、バナジウム化合物を使
用したリチウム電池の充放電寿命は、PC混合量がEC
より多いEC/PC混合系で向上するということを発見
した。
The electrolyte for lithium secondary batteries is required to have high lithium charge / discharge efficiency. As described above, lithium reacts with the electrolytic solution to form a solid film on the surface of lithium. The charge / discharge performance of lithium is affected by various properties of this film. For example, properties such as the generation rate of the film, ionic conductivity, electronic conductivity, porosity, mechanical strength, and flexibility of the film influence. From this viewpoint, EC and 2MeTHF are required to improve the charge / discharge performance of lithium. However, the use of a large amount of 2MeTHF risks reducing the safety of the battery. If EC / 2Me
Decreasing the mixing amount of 2MeTHF in the rTHF binary mixed solvent system causes other problems. The melting point of EC is 36
Even if EC is used as a mixed solvent, the characteristics at a low temperature of the battery are significantly deteriorated when the mixed amount of EC exceeds 50%. If PC is used instead of EC, the charge / discharge performance of lithium is lowered. From the measurement result of the charge and discharge efficiency of lithium using the lithium half cell (Electr
ochimica Acta, vol.29, No.2, pp.267-271 (1984))
It has been reported that, in the EC / PC mixed system, the charge / discharge efficiency of lithium improves as the amount of EC mixed increases. However, we have found that the charge / discharge life of a lithium battery using a vanadium compound depends on the amount of PC mixed.
It has been found that the improvement is achieved with more EC / PC mixed systems.

【0013】本発明は種々の形状およびサイズのリチウ
ム電池を作製することが可能である。図1に、電池構造
の一例を示す。図1の電池構造は渦巻き状電極を入れた
円筒型電池構造と呼ばれるものである。この電池は四つ
の層を含んでいる。すなわち負極1(例えばリチウム金
属箔)、セパレータ2、正極3(例えば酸化バナジウ
ム)および他のセパレータ4である。それらの層は円筒
状に卷回されており、円筒状の電池缶5に収納されてい
る。この電池缶5は適当な電極タブ6および7を有して
おり、前記電極タブ6及び7はそれぞれ正極3及び負極
1に接続している。電池缶5は安全弁8を底部に有して
おり、電池の稼働中における爆発を防止するため発生し
たガスを逃がすようにしている。キャップ9は電池缶5
の上端部を密閉するために使用される。キャップ9と円
筒状の電池構造の間に絶縁ディスク10が設けられてい
る。電池缶5中には電気化学反応が可能なように電解液
が充填されている。
The present invention is capable of making lithium batteries of various shapes and sizes. FIG. 1 shows an example of a battery structure. The battery structure of FIG. 1 is called a cylindrical battery structure having a spiral electrode. This cell contains four layers. That is, the negative electrode 1 (for example, lithium metal foil), the separator 2, the positive electrode 3 (for example, vanadium oxide), and the other separator 4. These layers are wound in a cylindrical shape and housed in a cylindrical battery can 5. The battery can 5 has suitable electrode tabs 6 and 7, which are connected to the positive electrode 3 and the negative electrode 1, respectively. The battery can 5 has a safety valve 8 at the bottom so that the generated gas is released in order to prevent an explosion during operation of the battery. Cap 9 is battery can 5
Used to seal the upper end of the. An insulating disk 10 is provided between the cap 9 and the cylindrical battery structure. The battery can 5 is filled with an electrolytic solution so that an electrochemical reaction is possible.

【0014】本発明において電解液の組成は下記のよう
に示される。
In the present invention, the composition of the electrolytic solution is shown below.

【0015】EC(x)PC(y)2MeTHF(z) x、y、z:溶媒体積混合比、 x+y+z=100、x<y、z<y、x+y>50
(あるいはz<50)
EC (x) PC (y) 2MeTHF (z) x, y, z: solvent volume mixing ratio, x + y + z = 100, x <y, z <y, x + y> 50
(Or z <50)

【0016】好ましくは2MeTHFの混合量は35%
以下、ECとPCの総和を100とした場合、EC/P
C/2MeTHF中におけるEC/PCの混合比は5/
95〜45/55である。
Preferably, the mixing amount of 2MeTHF is 35%.
Below, assuming that the sum of EC and PC is 100, EC / P
The mixing ratio of EC / PC in C / 2MeTHF is 5 /
95-45 / 55.

【0017】下記の実施例より明らかなように、x:5
−30%、y:40−80%、z:15−30%、x+
y+z=100であるのが特に好ましい。
As is clear from the examples below, x: 5
-30%, y: 40-80%, z: 15-30%, x +
It is particularly preferable that y + z = 100.

【0018】本発明で使用するリチウム塩は、LiPF
6、LiAsF6、LiSbF6、LiClO4、LiCF
3SO3、LiN(CF3SO22、LiC(CF3
23、LiCF3CO2、LiBF4、LiAlCl4
LiBrあるいはLiB(C654から選ばれた少な
くとも1種の化合物を用いることができ、その濃度は
0.5−2.0モル/lの範囲で使用できる。この溶質
濃度範囲をはずれると、著しくリチウムの充放電性能が
劣化する。
The lithium salt used in the present invention is LiPF
6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiClO 4 , LiCF
3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 S
O 2 ) 3 , LiCF 3 CO 2 , LiBF 4 , LiAlCl 4 ,
At least one compound selected from LiBr or LiB (C 6 H 5 ) 4 can be used, and the concentration thereof can be used in the range of 0.5 to 2.0 mol / l. If the solute concentration is out of this range, the charge / discharge performance of lithium will be significantly deteriorated.

【0019】本発明のリチウム二次電池に使用する負極
活物質としては、金属リチウム、リチウムイオンを充放
電可能な合金、あるいはリチウムイオンを充放電可能な
化合物が挙げられる。リチウムイオンを充放電可能な合
金としては、例えば、Li−Al合金、Li−Sn等が
挙げられる。リチウムイオンを充放電可能な化合物とし
ては、各種炭素材料やタングステン酸化物、ニオビウム
酸化物等のリチウムイオン挿入可能な化合物を挙げるこ
とができる。好ましい負極活物質は、電極電位がリチウ
ム金属にできる限り近く、できる限り多くのリチウムイ
オンの挿入、脱離が可能なものであり、結果として電池
の高エネルギー密度化が可能なものほど性能が優れてい
ることになる。
Examples of the negative electrode active material used in the lithium secondary battery of the present invention include metallic lithium, an alloy capable of charging and discharging lithium ions, and a compound capable of charging and discharging lithium ions. Examples of alloys that can be charged and discharged with lithium ions include Li-Al alloys and Li-Sn. Examples of the compound capable of charging and discharging lithium ions include various carbon materials and compounds capable of inserting lithium ions such as tungsten oxide and niobium oxide. A preferable negative electrode active material is one having an electrode potential as close as possible to lithium metal and capable of inserting and releasing as many lithium ions as possible, and as a result, a battery having a higher energy density has better performance. Will be.

【0020】本発明のリチウム二次電池で使用する正極
活物質は、リチウムイオンと電気化学的に可逆な反応を
行ない、バナジウムに対する酸素のモル比が2−3の範
囲にあるバナジウム酸化物である。例えば、主としてV
25からなる非晶質バナジウム酸化物、結晶V25、V
613あるいは、これらのリチウム化合物、または、L
iαV38(1.0≦α≦1.2)等が挙げられる。電
池性能を改善するために必要な場合、リチウムやバナジ
ウム以外の金属元素あるいは化合物を小量正極に添加す
ることも可能である。例えば、非晶質V25の場合、充
放電の繰り返し時に非晶質状態を安定化させるためにネ
ットワークフォーマーと称される化合物を小量添加する
ことができる(例えば、V25−P25、モル比は9
5:5)。また、正極の導伝性改善のために結晶V25
に小量の銅酸化物を加えるという例もある。
The positive electrode active material used in the lithium secondary battery of the present invention is a vanadium oxide that undergoes an electrochemically reversible reaction with lithium ions and has a molar ratio of oxygen to vanadium in the range of 2-3. . For example, mainly V
Amorphous vanadium oxide made of 2 O 5, crystalline V 2 O 5, V
6 O 13 or these lithium compounds, or L
iαV 3 O 8 (1.0 ≦ α ≦ 1.2) and the like. It is also possible to add a small amount of a metal element or compound other than lithium or vanadium to the positive electrode if necessary to improve the battery performance. For example, in the case of amorphous V 2 O 5, a small amount of a compound called a network former can be added in order to stabilize the amorphous state during repeated charging and discharging (for example, V 2 O 5 -P 2 O 5, the molar ratio is 9
5: 5). Further, in order to improve the conductivity of the positive electrode, crystalline V 2 O 5 is used.
There is also an example of adding a small amount of copper oxide to.

【0021】本発明のリチウム二次電池で使用するセパ
レータは、種々の高分子化合物を使用することができ
る。好ましくは微孔性高分子膜である。高分子材料とし
ては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィンを1種以上使用することができる。
Various polymer compounds can be used for the separator used in the lithium secondary battery of the present invention. A microporous polymer membrane is preferred. As the polymer material, for example, one or more kinds of polyolefin such as polyethylene and polypropylene can be used.

【0022】実用電池には、電気的安定性および熱的安
定性が基本的に要求される。熱安定性は主として電池構
成材料の組み合わせで決定される。通常、リチウム電池
の使用温度上限は60℃であるため、最低、60℃まで
の電池の熱安定性は確保されなければならない。好まし
くは、100℃まで熱安定性は確保されなければならな
い。電池の外部短絡は最も起こりやすい電池の誤使用で
あるが、必ず、検討されなければならない電気的安定性
の検討項目である。
Basically, practical batteries are required to have electrical stability and thermal stability. Thermal stability is mainly determined by the combination of battery constituent materials. Since the upper limit of the operating temperature of a lithium battery is usually 60 ° C., the thermal stability of the battery must be ensured up to a minimum of 60 ° C. Preferably, thermal stability must be ensured up to 100 ° C. The external short circuit of the battery is the most likely misuse of the battery, but it is an item of electrical stability that must be considered.

【0023】以下に実施例を用いて、本発明の効果を示
す。
The effects of the present invention will be shown below using examples.

【0024】[0024]

【実施例1】正極活物質に非晶質V25−P25(V2
5:P25=95:5 モル比)を使用し、負極活物
質にリチウムを使用した図1に示した円筒型電池を作製
した。
Example 1 Amorphous V 2 O 5 —P 2 O 5 (V 2
O 5 : P 2 O 5 = 95: 5 molar ratio) was used, and the cylindrical battery shown in FIG. 1 was prepared using lithium as the negative electrode active material.

【0025】電池の充放電特性と安全性を比較検討する
ために、以下に述べる4種類の電解液(電解液(A)−
(D))を使用した。
In order to compare and examine the charge / discharge characteristics and safety of the battery, the following four kinds of electrolytic solutions (electrolytic solution (A)-
(D)) was used.

【0026】電解液(A):1MLiAsF6−EC/
PC/2MeTHF(30/40/30)
Electrolyte solution (A): 1M LiAsF 6 -EC /
PC / 2MeTHF (30/40/30)

【0027】電解液(B):1MLiAsF6−EC/
PC/2MeTHF(15/70/15)
Electrolyte solution (B): 1M LiAsF 6 -EC /
PC / 2MeTHF (15/70/15)

【0028】電解液(C):1MLiAsF6−EC/
2MeTHF(50/50)
Electrolyte solution (C): 1M LiAsF 6 -EC /
2MeTHF (50/50)

【0029】電解液(D):1MLiAsF6−EC/
PC(50/50)
Electrolyte solution (D): 1M LiAsF 6 -EC /
PC (50/50)

【0030】電解液(C)と(D)は、本発明の効果を
示すための参考例である。電解液(C)はリチウムの充
放電効率が高いことが知られている電解液である。電解
液(D)は相対的に高いリチウムの充放電効率と安全性
を示す電解液で既に市販されたことのあるリチウム電池
に使用されていた電解液である。
The electrolytic solutions (C) and (D) are reference examples for showing the effects of the present invention. The electrolytic solution (C) is an electrolytic solution that is known to have a high lithium charging / discharging efficiency. The electrolytic solution (D) is an electrolytic solution showing relatively high charge-discharge efficiency and safety of lithium, and is an electrolytic solution used in a lithium battery that has been commercially available.

【0031】電池の充放電試験は、放電電流が600m
A、充電電流が100mAで、充電終止電圧が3.5
V、放電終止電圧が1.8Vで行なった。電池の充放電
寿命は、下記の式で定義されるFOM(Figure of Meri
t)で評価した。
In the battery charge / discharge test, the discharge current was 600 m.
A, the charging current is 100 mA, and the end-of-charge voltage is 3.5.
V, the discharge end voltage was 1.8V. The charge / discharge life of a battery is defined by the following formula: FOM (Figure of Meri)
t).

【0032】FOM=[積算放電容量]/[電池の仕込
リチウムの放電容量]
FOM = [cumulative discharge capacity] / [discharge capacity of charged lithium in battery]

【0033】このFOMの値はリチウムの充放電効率
(E)と下記の式の相関関係がある。
The value of this FOM has a correlation with the charge / discharge efficiency (E) of lithium according to the following equation.

【0034】FOM=1/(1−E)FOM = 1 / (1-E)

【0035】FOMを評価する時、初期の放電容量の5
0%の容量に電池の放電容量が低下した充放電サイクル
数を電池の充放電寿命とした。これらのFOMの値は、
本明細書では、FOM−Rで比較検討した。FOM−R
とは、下記式で表される電解液(D)の値を1とした場
合のFOMの相対値である。
When evaluating the FOM, the initial discharge capacity of 5
The number of charge / discharge cycles at which the discharge capacity of the battery decreased to 0% was defined as the charge / discharge life of the battery. The values of these FOMs are
In this specification, FOM-R was used for comparison. FOM-R
Is a relative value of FOM when the value of the electrolytic solution (D) represented by the following formula is 1.

【0036】FOM−R=[注目している電解液のFO
M値]/[電解液(D)のFOM値]
FOM-R = [FO of the electrolyte of interest
M value] / [FOM value of electrolyte (D)]

【0037】表1に示すように、電解液(C)はバナジ
ウム酸化物を正極に使用したリチウム電池を最も長く充
放電できる。本発明の電解液(A)および電解液(B)
のFOM値は、電解液(C)の、それぞれ、93%およ
び90%であった。また、本発明の電解液(A)および
電解液(B)のFOM値は、電解液(D)の約2倍であ
った。電池の充放電性能だけに限れば、既知の電解液
(C)はより特性がよい。しかし、本発明の電解液との
性能差はごくわずかである。
As shown in Table 1, the electrolytic solution (C) can charge and discharge the lithium battery using vanadium oxide for the positive electrode for the longest time. The electrolytic solution (A) and the electrolytic solution (B) of the present invention
The FOM values of the electrolytic solution (C) were 93% and 90%, respectively. Further, the FOM values of the electrolytic solution (A) and the electrolytic solution (B) of the present invention were about twice those of the electrolytic solution (D). The known electrolytic solution (C) has better characteristics as far as the charge / discharge performance of the battery is limited. However, the performance difference from the electrolytic solution of the present invention is very small.

【0038】表1 電解液 FOM−R (A) 1.9 (B) 1.8 (C) 2.0 (D) 1.0Table 1 Electrolyte solution FOM-R (A) 1.9 (B) 1.8 (C) 2.0 (D) 1.0

【0039】電池の熱安定性を検討するため、作製した
電池の加熱試験を行なった。また、電池の電気的安定性
を検討するため、電池の外部短絡試験も行なった。
In order to investigate the thermal stability of the battery, a heating test was conducted on the manufactured battery. Further, in order to examine the electrical stability of the battery, an external short circuit test of the battery was also conducted.

【0040】電池の加熱試験は、上記の4種の電解液
(電解液(A)、(B)、(C)および(D))を有す
る電池について行なった。電池は130℃に加熱し、2
時間、温度を130℃に維持した。結果を表2に示す。
電解液(C)を使用した電池は、安全弁が開放し、激し
いガス発生が観測された。電解液(A)、(B)および
(D)を使用した電池はなにも起こらなかった。つま
り、異常な温度上昇、電圧低下、安全弁の開放、爆発、
発火等の現象はなにも見られなかった。これらの結果か
ら電解液(C)を使用した電池は実用上での安全性に問
題があることがわかる。
The heating test of the battery was conducted on the batteries having the above-mentioned four kinds of electrolytic solutions (electrolytic solutions (A), (B), (C) and (D)). Batteries are heated to 130 ° C and 2
The temperature was maintained at 130 ° C for the time. Table 2 shows the results.
In the battery using the electrolytic solution (C), the safety valve was opened and intense gas generation was observed. No batteries using the electrolytes (A), (B) and (D) occurred. In other words, abnormal temperature rise, voltage drop, safety valve opening, explosion,
No phenomenon such as ignition was observed. From these results, it is understood that the battery using the electrolytic solution (C) has a problem in safety in practical use.

【0041】 表2 電解液 加熱試験の結果 (A) 安全弁開放せず、電圧降下なし、発火なし、破裂なし。 (B) 安全弁開放せず、電圧降下なし、発火なし、破裂なし。 (C) 安全弁が開放され、多量のガス発生が見られた。 (D) 安全弁開放せず、電圧降下なし、発火なし、破裂なし。Table 2 Results of Electrolyte Heating Test (A) Safety valve did not open, no voltage drop, no ignition, no rupture. (B) Without opening the safety valve, no voltage drop, no ignition, no explosion. (C) The safety valve was opened and a large amount of gas was generated. (D) Without opening the safety valve, no voltage drop, no ignition, no rupture.

【0042】前述した電池の充放電条件で50回充放電
した電解液(A)および(B)を使用した電池につい
て、130℃の加熱試験、および21℃と55℃におけ
る電池の外部短絡試験を行なった。表3および表4に結
果を示す。
A battery using the electrolytic solutions (A) and (B) charged and discharged 50 times under the above-mentioned battery charging and discharging conditions was subjected to a heating test at 130 ° C. and an external short circuit test for the battery at 21 ° C. and 55 ° C. I did. The results are shown in Tables 3 and 4.

【0043】 表3 電解液 加熱試験の結果 (A) 安全弁開放せず、電圧降下なし、発火なし、破裂なし。 (B) 安全弁開放せず、電圧降下なし、発火なし、破裂なし。Table 3 Results of Electrolyte Heating Test (A) Safety valve did not open, no voltage drop, no ignition, no rupture. (B) Without opening the safety valve, no voltage drop, no ignition, no explosion.

【0044】表4 電解液 21℃および55℃の外部短絡試験の結果 (A) 安全弁開放せず、発火なし、破裂なし。 (B) 安全弁開放せず、発火なし、破裂なし。Table 4 Results of external short-circuit test at 21 ° C. and 55 ° C. (A) The safety valve did not open, did not ignite and burst. (B) The safety valve did not open, did not ignite, and did not burst.

【0045】[0045]

【実施例2】実施例1と同様にして、電池を作製した。
電解液として、以下の2種類を使用した(電解液(E)
および電解液(F))。
Example 2 A battery was manufactured in the same manner as in Example 1.
The following two types were used as the electrolytic solution (electrolytic solution (E)
And electrolyte (F)).

【0046】電解液(E):1MLiPF6−EC/P
C/2MeTHF(15/70/15)
Electrolyte solution (E): 1M LiPF 6 -EC / P
C / 2MeTHF (15/70/15)

【0047】電解液(F):1MLiN(CF3SO2
2−EC/PC/2MeTHF(15/70/15)
Electrolyte solution (F): 1M LiN (CF 3 SO 2 )
2- EC / PC / 2MeTHF (15/70/15)

【0048】実施例1に述べたのと同一の電池の充放電
条件で50回充放電した電池について、130℃の加熱
試験と外部短絡試験を行なった。結果を表5に示す。L
iPF6を使用した電解液は70℃を越えると分解しや
すいことが知られているが、本発明の電池では、表5に
示したように、安定であった。
A heating test at 130 ° C. and an external short-circuit test were conducted on the battery which was charged and discharged 50 times under the same battery charging and discharging conditions as described in Example 1. The results are shown in Table 5. L
It is known that the electrolytic solution using iPF 6 easily decomposes at a temperature of higher than 70 ° C., but the battery of the present invention was stable as shown in Table 5.

【0049】 表5 電解液 21℃および55℃の外部短絡試験および加熱試験の結果 (E) 安全弁開放せず、発火なし、破裂なし。 (F) 安全弁開放せず、発火なし、破裂なし。Table 5 Electrolyte Results of external short-circuit test and heating test at 21 ° C. and 55 ° C. (E) Safety valve did not open, did not ignite, and did not burst. (F) The safety valve did not open, did not ignite, and did not burst.

【0050】[0050]

【実施例3】正極活物質として非晶質V25−P2
5を、負極活物質としてリチウム金属を用いて、実施例
1と同様にして電池を作製した。電解液(B)を使用し
た電池について、130℃の加熱試験、および、21℃
と55℃の外部短絡試験を行なった。この試験前に、電
池は、60mAの放電電流および60mAの充電電流
で、放電終止電圧を1.8V、充電終止電圧を3.3V
で10回充放電サイクルした。放電電流値が下がると、
充電時のリチウムの析出形態の平滑性が乏しくなり、表
面積が増大し、リチウムの反応活性度が高くなるだけで
なく、針状にリチウムが析出するため、このリチウムが
セパレータを貫通して電池内部短絡を起こすなど、電池
性能が劣化するだけでなく、電池の安全性が低下するこ
とが知られている。
Example 3 Amorphous V 2 O 5 —P 2 O as a positive electrode active material
A battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that lithium metal was used as No. 5 as the negative electrode active material. About the battery using the electrolytic solution (B), the heating test at 130 ° C and 21 ° C
And an external short circuit test at 55 ° C. was performed. Before this test, the battery had a discharge current of 60 mA and a charge current of 60 mA, a discharge end voltage of 1.8 V and a charge end voltage of 3.3 V.
The battery was cycled 10 times. When the discharge current value decreases,
Not only does the lithium deposit during charging have poor smoothness, the surface area increases, and the lithium reactivity becomes high, but lithium deposits in the form of needles. It is known that not only the battery performance deteriorates due to a short circuit, but also the safety of the battery decreases.

【0051】表6に結果を示す。表6に示すように、電
池は安定であった。さらに、電池の充放電サイクル寿命
を調べる試験を行なったところ、電池の充放電試験終了
まで電池の内部短絡は起こらなかった。電解液(D)の
ような従来知られている電解液を使用した電池の場合
は、電池が充放電寿命に達する前に、内部短絡を起こし
て使用できなくなった。表7に示すように、この電池の
内部短絡により、従来の電解液(D)を使用した電池
は、本発明の電解液(B)を使用した電池の約半分の充
放電サイクル寿命しか示さなかった。
Table 6 shows the results. As shown in Table 6, the battery was stable. Furthermore, when a test was conducted to examine the charge / discharge cycle life of the battery, no internal short circuit of the battery occurred until the end of the charge / discharge test of the battery. In the case of a battery using a conventionally known electrolytic solution such as the electrolytic solution (D), an internal short circuit occurred before the battery reached the charge / discharge life, which made it unusable. As shown in Table 7, due to the internal short circuit of the battery, the battery using the conventional electrolytic solution (D) exhibited only about half the charge / discharge cycle life of the battery using the electrolytic solution (B) of the present invention. It was

【0052】 表6 電解液 21℃および55℃の外部短絡試験および加熱試験の結果 (E) 安全弁開放せず、発火なし、破裂なし。Table 6 Electrolyte Results of external short-circuit test and heating test at 21 ° C. and 55 ° C. (E) Safety valve did not open, did not ignite, and did not burst.

【0053】表7 電解液 サイクル充放電寿命、FOM−R (B) 1.8 (D) 1.0Table 7 Electrolyte solution cycle charge / discharge life, FOM-R (B) 1.8 (D) 1.0

【0054】[0054]

【実施例4】非晶質のV25−P25をリチウム化した
(リチウム:V25のモル比は1:1)化合物を正極活
物質に使用して図1に示した電池を作製し、充放電試験
を行なった。電解液は電解液(A)および(D)を使用
した。放電電流は、600mAで充電電流は100m
A、放電終止電圧は1.8V、充電終止電圧は3.5V
である。表8に結果を示す。本発明の電解液(A)を使
用した電池は比較例の電解液(D)を用いた電池の約2
倍の充放電サイクル寿命を示した。電解液(A)を使用
した電池を50回充放電した後、130℃の加熱試験お
よび外部短絡試験を行なった。表9に結果を示す。
Example 4 A compound obtained by lithiating amorphous V 2 O 5 —P 2 O 5 (the molar ratio of lithium: V 2 O 5 was 1: 1) was used as the positive electrode active material and shown in FIG. A battery was prepared and a charge / discharge test was performed. As the electrolytic solution, electrolytic solutions (A) and (D) were used. Discharge current is 600mA and charge current is 100m
A, discharge end voltage is 1.8V, charge end voltage is 3.5V
Is. The results are shown in Table 8. The battery using the electrolytic solution (A) of the present invention is about 2 times as large as the battery using the electrolytic solution (D) of the comparative example.
It showed a double charge / discharge cycle life. After the battery using the electrolytic solution (A) was charged and discharged 50 times, a heating test at 130 ° C. and an external short circuit test were performed. The results are shown in Table 9.

【0055】表8 電解液 サイクル充放電寿命、FOM−R (A) 1.8 (D) 1.0Table 8 Electrolyte solution cycle charge / discharge life, FOM-R (A) 1.8 (D) 1.0

【0056】 表9 電解液 21℃および55℃の外部短絡試験および加熱試験の結果 (E) 安全弁開放せず、発火なし、破裂なし。Table 9 Results of Electrolytic Solution External Short-Circuit Test and Heating Test at 21 ° C. and 55 ° C. (E) Safety valve did not open, did not ignite, and did not burst.

【0057】電解液中の2MeTHFの含有量が50v
ol%未満であるかぎり、EC、PCおよび2MeTH
Fの混合比が変化しても電池の安全性は同様であり、電
池の安全性に最も強く影響する因子は2MeTHF含有
量である。
The content of 2MeTHF in the electrolytic solution is 50v.
EC, PC and 2MeTH as long as it is less than ol%
The safety of the battery is the same even when the mixing ratio of F changes, and the factor that most strongly affects the safety of the battery is the 2MeTHF content.

【0058】[0058]

【実施例5】結晶V25を正極活物質に、Li−Al合
金を負極に用いて図1に示した電池を作製し、充放電試
験を行なった。電解液は、溶媒混合比を変化させたEC
/PC/2MeTHF三成分混合系電解液を使用した。
放電電流は、600mA、充電電流は100mA、放電
終止電圧は1.8V、充電終止電圧は3.5Vである。
使用した電解液の中で4種類(電解液(B)、電解液
(G)、電解液(H)および電解液(I))を例として
以下に示す。
Example 5 Using the crystal V 2 O 5 as the positive electrode active material and the Li—Al alloy as the negative electrode, the battery shown in FIG. 1 was prepared and a charge / discharge test was conducted. The electrolyte is EC with a different solvent mixture ratio.
/ PC / 2MeTHF ternary mixed system electrolyte was used.
The discharge current is 600 mA, the charge current is 100 mA, the discharge end voltage is 1.8 V, and the charge end voltage is 3.5 V.
Among the electrolytic solutions used, four kinds (electrolytic solution (B), electrolytic solution (G), electrolytic solution (H) and electrolytic solution (I)) are shown below as examples.

【0059】電解液(B):1MLiAsF6−EC/
PC/2MeTHF(15/70/15)
Electrolyte solution (B): 1M LiAsF 6 -EC /
PC / 2MeTHF (15/70/15)

【0060】電解液(G):1MLiAsF6−EC/
PC/2MeTHF(5/80/15)
Electrolyte solution (G): 1M LiAsF 6 -EC /
PC / 2MeTHF (5/80/15)

【0061】電解液(H):1MLiAsF6−EC/
PC/2MeTHF(30/55/15)
Electrolyte solution (H): 1M LiAsF 6 -EC /
PC / 2MeTHF (30/55/15)

【0062】電解液(I):1MLiAsF6−EC/
PC/2MeTHF(42.5/42.5/15)
Electrolyte solution (I): 1M LiAsF 6 -EC /
PC / 2MeTHF (42.5 / 42.5 / 15)

【0063】表10に充放電試験結果の一例を示す。表
10に示したFOM−Rは、電解液(I)を使用した電
池のFOMを1.0とした場合の相対値で示してある。
充放電寿命を向上させるためには、EC含有量はPC含
有量より少なくなければならないことがわかった。表1
0に示した電池について、充放電試験が終了した後、1
30℃の加熱試験を行なったところ、すべての電池は安
定であった。これは、表10に示した電解液中の2Me
THF含有量が50%未満だからである。
Table 10 shows an example of the charge / discharge test results. FOM-R shown in Table 10 is shown as a relative value when the FOM of the battery using the electrolytic solution (I) is 1.0.
It was found that the EC content must be lower than the PC content in order to improve the charge / discharge life. Table 1
After the charge and discharge test was completed for the battery shown in 0, 1
All batteries were stable when subjected to a heating test at 30 ° C. This is 2 Me in the electrolyte solution shown in Table 10.
This is because the THF content is less than 50%.

【0064】表10 電解液 サイクル充放電寿命、FOM−R (B) 1.6 (G) 1.5 (H) 1.4 (I) 1.0Table 10 Electrolyte solution cycle charge / discharge life, FOM-R (B) 1.6 (G) 1.5 (H) 1.4 (I) 1.0

【0065】[0065]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、充放電特性および安全性に優れた非水溶媒系
リチウム二次電池を実現できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a non-aqueous solvent type lithium secondary battery excellent in charge / discharge characteristics and safety can be realized.

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

【図1】本発明の一例として円筒型電池の構造を示した
図。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a cylindrical battery as an example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 負極 2 セパレータ 3 正極 4 電極タブ 5 電池キャップ 6 絶縁体リング 7 電池缶 1 Negative electrode 2 Separator 3 Positive electrode 4 Electrode tab 5 Battery cap 6 Insulator ring 7 Battery can

フロントページの続き (72)発明者 鳶島 真一 カナダ国ブイ6ピー 1イー8 ブリティ シュ コロンビア州 バンクーバー市 ウ ェスト51番アヴニュ 2335 (72)発明者 森屋 邦夫 カナダ国ブイ52 1イー8 ブリティシュ コロンビア州 バンクーバー市 ベイリ ーストリート 5410Front Page Continuation (72) Inventor Shinichi Tobishima Buoy, Canada 6 pp 1 E8 British Columbia, Vancouver City West 51 51 Avnu 2335 (72) Inventor Kunio Moriya Canada Buoy 52 1 E8 British Columbia Vancouver Vancouver City Bailey Street 5410

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】リチウムイオンを放電および充電可能な負
極活物質とし、バナジウム酸化物を正極活物質とし、少
なくとも1種のリチウム塩を有機溶媒に溶解させた電解
液を用いたリチウム二次電池において、上記有機溶媒
が、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボ
ネート(PC)および2−メチルテトラヒドロフラン
(2MeTHF)の3種の溶媒を下記の体積比で混合し
たことを特徴とするリチウム二次電池。 EC(x)PC(y)2MeTHF(z) x、y、z:溶媒体積混合比、 x+y+z=100、x<y、z<y、x+y>50
(あるいはz<50)
1. A lithium secondary battery using an electrolytic solution in which lithium ions are used as a negative electrode active material that can be discharged and charged, vanadium oxide is used as a positive electrode active material, and at least one lithium salt is dissolved in an organic solvent. The lithium secondary battery, wherein the organic solvent is a mixture of three kinds of solvents of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC) and 2-methyltetrahydrofuran (2MeTHF) in the following volume ratio. EC (x) PC (y) 2MeTHF (z) x, y, z: solvent volume mixing ratio, x + y + z = 100, x <y, z <y, x + y> 50
(Or z <50)
【請求項2】zが35%以下であり、x+y=100と
した場合、ECのPCに対する比が、5:95−45:
55であることを特徴とする請求項1記載のリチウム二
次電池。
2. When z is 35% or less and x + y = 100, the ratio of EC to PC is 5: 95-45:
55. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lithium secondary battery is 55.
【請求項3】前記バナジウム酸化物はバナジウムに対す
る酸素の比が2より大きく3より小さいことを特徴とす
る請求項1または2記載のリチウム二次電池。
3. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the vanadium oxide has a ratio of oxygen to vanadium of more than 2 and less than 3.
【請求項4】前記バナジウム酸化物は主としてV25
らなる非晶質バナジウム酸化物であることを特徴とする
請求項3記載のリチウム二次電池。
4. The lithium secondary battery according to claim 3, wherein the vanadium oxide is an amorphous vanadium oxide mainly composed of V 2 O 5 .
【請求項5】前記バナジウム酸化物はV25−P25
らなる非晶質バナジウム酸化物であることを特徴とする
請求項4記載のリチウム二次電池。
5. The lithium secondary battery according to claim 4, wherein the vanadium oxide is an amorphous vanadium oxide composed of V 2 O 5 —P 2 O 5 .
【請求項6】負極活物質が、金属リチウム、リチウムイ
オンを充放電可能な合金、あるいはリチウムイオンを充
放電可能な化合物であることを特徴とする請求項1から
5記載のいずれかのリチウム二次電池。
6. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material is metallic lithium, an alloy capable of charging and discharging lithium ions, or a compound capable of charging and discharging lithium ions. Next battery.
【請求項7】リチウム塩が、LiPF6、LiAsF6
LiSbF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN
(CF3SO22、LiC(CF3SO23、LiCF3
CO2、LiBF4、LiAlCl4、LiBrあるいは
LiB(C654から選ばれた少なくとも1種の化合
物を用いることを特徴とする請求項1から6記載のいず
れかのリチウム二次電池。
7. The lithium salt is LiPF 6 , LiAsF 6 ,
LiSbF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN
(CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiCF 3
7. The lithium secondary battery according to claim 1, wherein at least one compound selected from CO 2 , LiBF 4 , LiAlCl 4 , LiBr or LiB (C 6 H 5 ) 4 is used.
【請求項8】負極活物質として金属リチウム、リチウム
イオンを充放電可能な合金、あるいはリチウムイオンを
充放電可能な化合物を、正極活物質としてリチウムイオ
ンと電気化学的に可逆な反応を行ない、バナジウムに対
する酸素のモル比が2−3の範囲にあるバナジウム酸化
物を、電解液として、LiPF6、LiAsF6、LiS
bF6、LiClO4、LiCF3SO3、LiN(CF3
SO22、LiC(CF3SO23、LiCF3CO2
LiBF4、LiAlCl4、LiBrあるいはLiB
(C654の中から選ばれた少なくとも1種のリチウ
ム塩を0.5−2.0Mの濃度でEC、PCおよび2M
eTHFの3種の溶媒を下記の体積比で混合した有機溶
媒に溶解させたものを用いることを特徴とする請求項1
から7のいずれかのリチウム二次電池。 EC(x)/PC(y)/2MeTHF(z)、 x:5−30%、y:40−80%、z:15−30
%、x+y+z=100
8. Vanadium is obtained by electrochemically reversibly reacting metallic lithium, an alloy capable of charging / discharging lithium ions, or a compound capable of charging / discharging lithium ions as a negative electrode active material with lithium ions as a positive electrode active material. The vanadium oxide having a molar ratio of oxygen to oxygen in the range of 2-3 is used as an electrolytic solution for LiPF 6 , LiAsF 6 , and LiS.
bF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3
SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiCF 3 CO 2 ,
LiBF 4 , LiAlCl 4 , LiBr or LiB
At least one lithium salt selected from the group consisting of (C 6 H 5 ) 4 at a concentration of 0.5-2.0M, EC, PC and 2M.
3. A solution obtained by dissolving three kinds of eTHF solvents in an organic solvent mixed in the following volume ratio is used.
The lithium secondary battery according to any one of 1 to 7. EC (x) / PC (y) / 2MeTHF (z), x: 5-30%, y: 40-80%, z: 15-30
%, X + y + z = 100
JP4194847A 1992-06-29 1992-06-29 Nonaqueous solvent system lithium secondary battery Pending JPH0869818A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4194847A JPH0869818A (en) 1992-06-29 1992-06-29 Nonaqueous solvent system lithium secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4194847A JPH0869818A (en) 1992-06-29 1992-06-29 Nonaqueous solvent system lithium secondary battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0869818A true JPH0869818A (en) 1996-03-12

Family

ID=16331269

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4194847A Pending JPH0869818A (en) 1992-06-29 1992-06-29 Nonaqueous solvent system lithium secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0869818A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014149158A (en) * 2013-01-31 2014-08-21 Mitsubishi Electric Corp Device and method for controlling heating of test piece to be heated

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014149158A (en) * 2013-01-31 2014-08-21 Mitsubishi Electric Corp Device and method for controlling heating of test piece to be heated

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0827231B1 (en) Non-aqueous electrolyte lithium secondary battery
US6482550B1 (en) Non-aqueous secondary battery
US20100227227A1 (en) Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery comprising same
JPH09106835A (en) Polymeric aromatic additive for overcharge protection in nonaqueous rechargeable battery
JP2008527615A (en) Electrolyte for lithium ion secondary battery
JPH0778635A (en) Safe secondary battery of non-aqueous group
Tobishima et al. Influence of electrolyte additives on safety and cycle life of rechargeable lithium cells
EP1289044B1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
US6319633B1 (en) Rechargeable lithium battery
US5219684A (en) Electrochemical cells containing a safety electrolyte solvent
US20110250506A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2002289159A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery pack
US5270134A (en) Non-aqueous secondary lithium battery
JPH0541251A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JPH1154150A (en) Secondary battery having nonaqueous solvent electrolyte
JPH10144346A (en) Secondary battery containing nonaqueous solvent electrolytic solution
JP4737952B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
US6503663B1 (en) Organic electrolyte and lithium secondary battery
JPH0869818A (en) Nonaqueous solvent system lithium secondary battery
JPH05326017A (en) Nonaqueous solvent type lithium secondary battery
JP3660853B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP3358482B2 (en) Lithium secondary battery
JP2014007016A (en) Positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2001297762A (en) Secondary cell with nonaqueous electrolyte
JP3128230B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery