JPH0896851A - Nonaqueous electrolytic secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolytic secondary battery

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JPH0896851A
JPH0896851A JP6229262A JP22926294A JPH0896851A JP H0896851 A JPH0896851 A JP H0896851A JP 6229262 A JP6229262 A JP 6229262A JP 22926294 A JP22926294 A JP 22926294A JP H0896851 A JPH0896851 A JP H0896851A
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JP
Japan
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secondary battery
lithium
solvent
aqueous
aqueous electrolyte
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JP6229262A
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Japanese (ja)
Inventor
Takayuki Yamahira
隆幸 山平
Yumiko Imamura
由美子 今村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a nonaqueous electrolytic secondary battery capable of giving high energy density, displaying a good cycle characteristic even under a high voltage and heavy load discharge condition, and being compatible as a power source for electronic equipment consuming a large amount of current. CONSTITUTION: This nonaqueous electrolytic secondary battery is formed out of a positive electrode 2 made of a lithium transition metal matrix composite oxide expressed by Lix MO2 where M stands for one or more types of transition metals, a negative electrode 1 capable of doping and de-doping lithium, and a nonaqueous electrolytic solution with an electrolyte dissolved in a nonaqueous solvent. A mixed solvent of ethylene sulfite and a diester carbonate compound is used as the nonaqueous solvent.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は非水電解液二次電池に関
し、特に非水溶媒の改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly to improvement of a non-aqueous solvent.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ビデオカメラやラジオカセット等
のポータブル機器の普及に伴い、使い捨てである一次電
池に代わって、充放電を繰り返し行える二次電池に対す
る需要が高まっている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the widespread use of portable devices such as video cameras and radio cassettes, there is an increasing demand for secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged, instead of disposable primary batteries.

【0003】現在使用されている二次電池の殆どは、ア
ルカリ電解液を用いたニッケルカドミウム電池である。
しかし、この電池は、電圧が約1.2Vと低く、エネル
ギー密度を向上させることが困難である。また、常温で
の自己放電率が1ケ月で20%程度と、高いという欠点
もある。
Most of the secondary batteries currently used are nickel-cadmium batteries using an alkaline electrolyte.
However, this battery has a low voltage of about 1.2 V, and it is difficult to improve the energy density. In addition, the self-discharge rate at room temperature is as high as about 20% per month, which is also a drawback.

【0004】そこで、電解液の溶媒に非水系のものを、
そして負極にリチウム等の軽金属を使用するリチウム二
次電池が提案されている。このリチウム二次電池は、電
圧が3V以上と高く、高エネルギー密度が得られる。し
かも、自己放電率も低いといった長所を有している。
Therefore, a non-aqueous solvent is used as the solvent for the electrolytic solution.
A lithium secondary battery using a light metal such as lithium for the negative electrode has been proposed. This lithium secondary battery has a high voltage of 3 V or more and can obtain a high energy density. Moreover, it has an advantage that the self-discharge rate is low.

【0005】しかし、このリチウム二次電池では、負極
に使用する金属リチウム等が充放電の繰り返しによりデ
ンドライト状に結晶成長して正極に到達し、その結果、
内部短絡が生じやすいという欠点のために、実用化が困
難である。
However, in this lithium secondary battery, metallic lithium or the like used for the negative electrode grows into a dendrite-like crystal upon repeated charging and discharging, and reaches the positive electrode.
Practical application is difficult due to the drawback that internal short circuits are likely to occur.

【0006】この他、リチウム等を他の金属と合金化
し、この合金を負極に使用するようにした非水電解液二
次電池も検討されている。しかし、この場合には、負極
の合金が充放電を繰り返すことにより粒子化しやすいと
いう欠点があり、やはり実用化が困難である。
In addition, a non-aqueous electrolyte secondary battery in which lithium or the like is alloyed with another metal and this alloy is used for a negative electrode has also been studied. However, in this case, there is a drawback that the alloy of the negative electrode is likely to be formed into particles by repeating charging and discharging, which is also difficult to put into practical use.

【0007】そこで、例えば特開昭62−90863号
公報に開示されているように、コークス等の炭素質材料
を負極活物質として使用するリチウムイオン二次電池
(非水電解液二次電池)が提案されている。この二次電
池は、炭素層間へのリチウムのドープ・脱ドープを電池
反応に利用するもので、負極におけるリチウムのデンド
ライト状結晶成長や微粒子化が見られず、サイクル寿命
特性に優れている。
Therefore, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-90863, a lithium ion secondary battery (non-aqueous electrolyte secondary battery) using a carbonaceous material such as coke as a negative electrode active material is proposed. Proposed. This secondary battery utilizes doping / dedoping of lithium between carbon layers in a battery reaction, and does not show dendrite-like crystal growth of lithium or atomization in the negative electrode and is excellent in cycle life characteristics.

【0008】そして、特に、正極活物質としてLix
2 (但し、Mは1種類又は1種類よりも多い遷移金属
を表し、xは0.05<x<1.10である)で表され
るリチウム遷移金属複合酸化物を組み合わせて用いる
と、電池容量が向上し、高エネルギー密度が得られるよ
うになる。
In particular, as a positive electrode active material, Li x M
When a combination of lithium transition metal composite oxides represented by O 2 (where M represents one kind or more than one kind of transition metal and x is 0.05 <x <1.10) is used, Battery capacity is improved and high energy density can be obtained.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
炭素質材料を負極活物質とし、リチウム遷移金属複合酸
化物を正極活物質とする非水電解液二次電池(Lix
2 /C電池)の非水溶媒としては、高温環境下におけ
るサイクル特性の改善の観点から、炭酸プロピレンと炭
酸ジエチルの混合溶媒系が最適であるとされている。
By the way, a non-aqueous electrolyte secondary battery (Li x M) using a carbonaceous material as a negative electrode active material and a lithium transition metal composite oxide as a positive electrode active material in this way is described.
As a non-aqueous solvent for (O 2 / C battery), a mixed solvent system of propylene carbonate and diethyl carbonate is said to be optimal from the viewpoint of improving cycle characteristics in a high temperature environment.

【0010】しかし、この炭酸プロピレンと炭酸ジエチ
ルの混合溶媒系は、電池の、高電圧且つ重負荷放電条件
でのサイクル特性を改善するという点については、必ず
しも最適なものであるとは言えない。
However, this mixed solvent system of propylene carbonate and diethyl carbonate is not necessarily optimal in terms of improving the cycle characteristics of the battery under high voltage and heavy load discharge conditions.

【0011】そこで、本発明はこのような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、高電圧且つ重負荷放電条
件においても優れたサイクル特性を発揮する非水電解液
二次電池を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and provides a non-aqueous electrolyte secondary battery exhibiting excellent cycle characteristics even under high voltage and heavy load discharge conditions. The purpose is to

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明者等が鋭意検討を重ねた結果、Lix MO
2 /C電池の非水溶媒としては、エチレンサルファイト
と炭酸ジエステル化合物の混合溶媒が最適であり、この
混合溶媒を用いることにより、炭酸プロピレンと炭酸ジ
エチルの混合溶媒では困難であった高電圧且つ重負荷放
電条件におけるサイクル特性の改善が達成されることを
見いだすに至った。
In order to achieve the above-mentioned object, the inventors of the present invention have conducted extensive studies, and as a result, Li x MO
As a non-aqueous solvent for 2 / C batteries, a mixed solvent of ethylene sulfite and a carbonic acid diester compound is most suitable. By using this mixed solvent, a high voltage and We have found that the improvement of cycle characteristics is achieved under the heavy load discharge condition.

【0013】本発明は、このような知見に基づいて完成
されたものであって、Lix MO2(但し、Mは1種類
以上の遷移金属を表し、xは0.05≦x≦1.10で
ある)で表されるリチウム遷移金属複合酸化物よりなる
正極と、リチウムをドープかつ脱ドープし得る負極と、
非水溶媒に電解質を溶解してなる非水電解液とを備えた
非水電解液二次電池において、非水溶媒が、エチレンサ
ルファイトと炭酸ジエステル化合物の混合溶媒であるこ
とを特徴とするものである。
The present invention has been completed based on such findings, and Li x MO 2 (where M represents one or more kinds of transition metals, and x is 0.05 ≦ x ≦ 1. 10), a positive electrode comprising a lithium-transition metal composite oxide represented by the formula (10), and a negative electrode capable of doping and dedoping lithium.
In a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte solution obtained by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent, the non-aqueous solvent is a mixed solvent of ethylene sulfite and a carbonic acid diester compound, Is.

【0014】また、炭酸ジエステルが、炭酸ジエチル又
は炭酸メチルエチルのいずれかであることを特徴とする
ものである。
Further, the carbonic acid diester is characterized by being either diethyl carbonate or methyl ethyl carbonate.

【0015】さらに、非水電解液のエチレンサルファイ
トの混合率が、20〜80容量%であることを特徴とす
るものである。
Further, the mixing ratio of ethylene sulfite in the non-aqueous electrolyte is 20 to 80% by volume.

【0016】本発明は、Lix MO2 (但し、Mは1種
類以上の遷移金属を表す。)で表されるリチウム遷移金
属複合酸化物よりなる正極と、リチウムをドープかつ脱
ドープし得る負極と、非水溶媒に電解質を溶解してなる
非水電解液とを備えた非水電解液二次電池に適用され
る。
The present invention provides a positive electrode composed of a lithium-transition metal composite oxide represented by Li x MO 2 (where M represents one or more kinds of transition metals), and a negative electrode capable of being doped and dedoped with lithium. And a non-aqueous electrolytic solution obtained by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent.

【0017】本発明では、このような非水電解液二次電
池の非水溶媒として、エチレンサルファイトと炭酸ジエ
ステル化合物の混合溶媒を使用する。エチレンサルファ
イトは化1で表されるものであり、このエチレンサルフ
ァイトと炭酸ジエステル化合物の混合溶媒を使用する
と、高電圧且つ重負荷放電条件におけるサイクル特性が
改善され、消費電流の大きな電子機器の供給電源として
対応し得るものになる。
In the present invention, a mixed solvent of ethylene sulfite and a carbonic acid diester compound is used as a non-aqueous solvent for such a non-aqueous electrolyte secondary battery. Ethylene sulphite is represented by the chemical formula 1, and when a mixed solvent of ethylene sulphite and a carbonic acid diester compound is used, the cycle characteristics under high voltage and heavy load discharge conditions are improved, and electronic devices with large current consumption are used. It can be used as a power supply.

【0018】[0018]

【化1】 [Chemical 1]

【0019】なお、上記混合溶媒において、エチレンサ
ルファイトの混合率は20〜80容量%であることが好
ましい。エチレンサルファイトの混合率がこの範囲を下
回る場合には、サイクル特性を十分に改善することがで
きない。
The mixing ratio of ethylene sulfite in the above mixed solvent is preferably 20 to 80% by volume. If the mixing ratio of ethylene sulfite is below this range, the cycle characteristics cannot be sufficiently improved.

【0020】上記炭酸ジエステル化合物は、特に限定さ
れないが、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチル、炭酸ジメ
チル,炭酸ジプロピル等が挙げられる。これら炭酸ジエ
ステル化合物は単独で用いても2種類以上を混合して用
いても良い。
The carbonic acid diester compound is not particularly limited, and examples thereof include diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, dimethyl carbonate, dipropyl carbonate and the like. These carbonic acid diester compounds may be used alone or in combination of two or more.

【0021】非水電解液は以上のような非水溶媒に電解
質が溶解されて構成される。電解質としては、例えばL
iClO4 、LiAsF6 、LiPF6 、LiBF4
LiCl、LiBr、CH3 SO3 Li、CF3 SO3
Li等が単独でもしくは2種類以上を混合して使用され
る。
The non-aqueous electrolyte is formed by dissolving the electrolyte in the above non-aqueous solvent. As the electrolyte, for example, L
iClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiBF 4 ,
LiCl, LiBr, CH 3 SO 3 Li, CF 3 SO 3
Li or the like is used alone or in combination of two or more.

【0022】また、本発明の非水電解液二次電池では、
負極,正極は以下のような材料で構成される。
Further, in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention,
The negative and positive electrodes are made of the following materials.

【0023】まず、負極には、リチウムをドープ・脱ド
ープすることが炭素質材料が用いられる。例えは、熱分
解炭素類、コークス類(ピッチコークス,ニードルコー
クス,石油コークス等)、黒鉛類、ガラス状炭素類、有
機高分子化合物焼成体(フラン樹脂等を適当な温度で焼
成し炭素化したもの)、炭素繊維、活性炭等が使用可能
である。特に、(002)面の面間隔が3.70オング
ストローム,真密度1.70g/cc未満であり、且つ
空気気流中における示差熱分析で700℃以上に発熱ピ
ークを有しない炭素質材料が好適である。
First, for the negative electrode, a carbonaceous material used for doping and dedoping with lithium is used. For example, pyrolytic carbons, cokes (pitch cokes, needle cokes, petroleum cokes, etc.), graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies (furan resin, etc. are fired at an appropriate temperature to carbonize them. Materials), carbon fiber, activated carbon, etc. can be used. In particular, a carbonaceous material having a (002) plane spacing of 3.70 angstroms and a true density of less than 1.70 g / cc and having no exothermic peak at 700 ° C. or higher in a differential thermal analysis in an air stream is preferable. is there.

【0024】一方、正極には、Lix MO2 (但し、M
は1種類以上の遷移金属を表し、xは0.05≦x≦
1.10である)で表されるリチウム遷移金属複合酸化
物が用いられる。このうちMがCoまたはNiのもの、
すなわちLiCoO2 ,LiNiO2 ,LiNiy Co
1-y 2 等が好ましい。
On the other hand, the positive electrode has Li x MO 2 (however, M
Represents one or more kinds of transition metals, and x is 0.05 ≦ x ≦
A lithium transition metal composite oxide represented by 1.10) is used. Of these, M is Co or Ni,
That is, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi y Co
1-y O 2 and the like are preferable.

【0025】[0025]

【作用】Lix MO2 (但し、Mは1種類以上の遷移金
属を表し、xは0.05≦x≦1.10である)で表さ
れるリチウム遷移金属複合酸化物よりなる正極と、リチ
ウムをドープかつ脱ドープし得る負極と、非水溶媒に電
解質を溶解してなる非水電解液とを備えた非水電解液二
次電池において、非水溶媒としてエチレンサルファイト
と炭酸ジエステル化合物の混合溶媒を使用すると、高電
圧且つ重負荷放電条件におけるサイクル特性が改善され
る。
A positive electrode made of a lithium-transition metal composite oxide represented by Li x MO 2 (wherein M represents one or more kinds of transition metals and x is 0.05 ≦ x ≦ 1.10.), In a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a negative electrode capable of doping and de-doping lithium, and a non-aqueous electrolyte solution obtained by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent, ethylene sulfite and a carbonic acid diester compound as a non-aqueous solvent The use of the mixed solvent improves the cycle characteristics under high voltage and heavy load discharge conditions.

【0026】[0026]

【実施例】本発明の好適な実施例について実験結果に基
づいて説明する。
EXAMPLES Preferred examples of the present invention will be described based on experimental results.

【0027】実施例1 本実施例で作製した非水電解液二次電池を図1に示す。
本実施例では、このような構成の非水電解液二次電池を
以下のようにして作製した。
Example 1 The non-aqueous electrolyte secondary battery prepared in this example is shown in FIG.
In this example, a non-aqueous electrolyte secondary battery having such a structure was manufactured as follows.

【0028】まず、負極1は次のようにして作製した。First, the negative electrode 1 was manufactured as follows.

【0029】出発原料として石油ピッチを用い、これに
酸素を含む官能基を10〜20%導入(いわゆる酸素架
橋)した後、不活性ガス気流中、温度1000℃で焼成
して、難黒鉛化性炭素材料を得た。なお、この得られた
難黒鉛化性炭素材料についてX線回折測定を行った結
果、(002)面の面間隔が3.76オングストロー
ム、真比重が1.58g/ccであった。
Petroleum pitch was used as a starting material, 10 to 20% of a functional group containing oxygen was introduced into this (so-called oxygen cross-linking), and then fired in an inert gas stream at a temperature of 1000 ° C. A carbon material was obtained. The obtained non-graphitizable carbon material was subjected to X-ray diffraction measurement. As a result, the (002) plane spacing was 3.76 angstroms and the true specific gravity was 1.58 g / cc.

【0030】次に、この難黒鉛化性炭素材料を粉砕して
平均粒径10μmの炭素材料粉末とし、このうち90重
量部を、結着剤であるポリフッ化ビニリデン10重量部
と混合して負極合剤を調製した。そして、この負極合剤
を、溶剤となるN−メチル−2−ピロリドンに分散さ
せ、負極スラリーを調製した。
Next, the non-graphitizable carbon material was pulverized into a carbon material powder having an average particle size of 10 μm, and 90 parts by weight of this was mixed with 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder to prepare a negative electrode. A mixture was prepared. Then, this negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent to prepare a negative electrode slurry.

【0031】このようにして調製した負極スラリーを、
負極集電体となる厚さ10μmの帯状銅箔の両面に均一
に塗布し、乾燥させた後、ロールプレス機で圧縮成型す
ることで帯状負極1を作製した。
The negative electrode slurry thus prepared was
A strip-shaped negative electrode 1 was prepared by uniformly coating both sides of a strip-shaped copper foil having a thickness of 10 μm, which is a negative electrode current collector, and then drying and compression-molding it with a roll press.

【0032】一方、正極2は以下のようにして作製し
た。
On the other hand, the positive electrode 2 was manufactured as follows.

【0033】炭酸リチウムと炭酸コバルトを、0.5モ
ル対1.0モルなる比率で混合し、この混合物を、空気
中、温度900℃で5時間焼成してLiCoO2 を生成
した。
Lithium carbonate and cobalt carbonate were mixed in a ratio of 0.5 mol to 1.0 mol, and this mixture was calcined in air at a temperature of 900 ° C. for 5 hours to produce LiCoO 2 .

【0034】このLiCoO2 91重量部と、導電剤と
してグラファイト6重量部及び結着剤としてポリフッ化
ビニリデン3重量部とを混合して正極合剤を調製し、こ
の正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンに分散させ、
正極スラリーとした。
91 parts by weight of this LiCoO 2 was mixed with 6 parts by weight of graphite as a conductive agent and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture was mixed with N-methyl- Dispersed in 2-pyrrolidone,
The positive electrode slurry was used.

【0035】そして、この正極スラリーを、正極集電体
となる厚さ20μmの帯状アルミニウム箔の両面に均一
に塗布し、乾燥させた後、ローラプレス機で圧縮成型す
ることで帯状正極2を作製した。
Then, this positive electrode slurry is uniformly applied to both sides of a 20 μm-thick strip-shaped aluminum foil serving as a positive electrode current collector, dried, and then compression-molded by a roller press machine to prepare a strip-shaped positive electrode 2. did.

【0036】次いで、このようにして作製された帯状負
極1、帯状正極2を、微多孔性ポリプロピレンフィルム
よりなるセパレータ3を介して積層し、多数回巻回する
ことで渦巻電極素子を作製した。なお、負極1,正極
2,セパレータ3の寸法は、完成した渦巻電極素子が外
径13.8mm、高さ51.8mmの電池缶5中の適切
に収まるように予め調節した。
Then, the strip-shaped negative electrode 1 and the strip-shaped positive electrode 2 thus produced were laminated with the separator 3 made of a microporous polypropylene film interposed therebetween, and were wound many times to produce a spiral electrode element. The dimensions of the negative electrode 1, the positive electrode 2 and the separator 3 were adjusted in advance so that the completed spirally wound electrode element could be properly accommodated in the battery can 5 having an outer diameter of 13.8 mm and a height of 51.8 mm.

【0037】このようにして作製された渦巻式電極素子
を、ニッケルメッキを施した鉄製電池缶5に収納し、こ
の渦巻式電極素子の上下両面に絶縁板4を配置した。そ
して、正極集電体10からアルミニウム製正極リード1
2を、負極集電体9からはニッケル製負極リード11を
それぞれ導出し、電池缶5に溶接した。
The spiral electrode element thus produced was housed in a nickel-plated iron battery can 5, and insulating plates 4 were arranged on both upper and lower surfaces of the spiral electrode element. Then, from the positive electrode current collector 10 to the aluminum positive electrode lead 1
2, the nickel negative electrode lead 11 was led out from the negative electrode collector 9 and welded to the battery can 5.

【0038】次に、この電池缶5の中にエチレンサルフ
ァイト50容量%と炭酸ジエチル50容量%を混合した
混合溶媒中にLiPF6 を1モル/lなる割合で溶解さ
せた電解液を注入した。
Next, an electrolytic solution prepared by dissolving LiPF 6 at a rate of 1 mol / l in a mixed solvent obtained by mixing 50% by volume of ethylene sulfite and 50% by volume of diethyl carbonate was injected into the battery can 5. .

【0039】そして、アスファルトを塗布した絶縁封口
ガスケット6を介して電池缶5をかしめることで電池蓋
7を固定し、外径13.8mm、高さ51.8mmの円
筒型非水電解液二次電池を作製した。
Then, the battery lid 5 is fixed by caulking the battery can 5 through the insulating sealing gasket 6 coated with asphalt, and the cylindrical non-aqueous electrolyte solution 2 having an outer diameter of 13.8 mm and a height of 51.8 mm is fixed. A secondary battery was produced.

【0040】実施例2 電解液の非水溶媒として、エチレンサルファイト50容
量%と炭酸メチルエチル50容量%を混合した混合溶媒
を用いること以外は実施例1と同様にして非水電解液二
次電池を作製した。
Example 2 A non-aqueous electrolyte secondary electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixed solvent of 50% by volume of ethylene sulfite and 50% by volume of methyl ethyl carbonate was used as the non-aqueous solvent of the electrolytic solution. A battery was made.

【0041】比較例1 電解液の非水溶媒として、炭酸プロピレン50容量%と
炭酸ジエチル50容量%を混合した混合溶媒を用いるこ
と以外は実施例1と同様にして非水電解液二次電池を作
製した。
Comparative Example 1 A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that a mixed solvent of 50% by volume of propylene carbonate and 50% by volume of diethyl carbonate was used as the non-aqueous solvent of the electrolytic solution. It was made.

【0042】以上のようにして作製された各電池につい
て、温度23℃下、充電電圧4.2V,充電電流1Aの
条件で定電流充電を2時間行った後、放電電流700m
Aの条件で終止電圧2.75Vまで定電流放電を行うと
いった充放電サイクルを繰り返し行った。そして、10
サイクル目の放電容量、100サイクル目の放電容量を
測定し、容量保持率〔(100サイクル目の放電容量)
/(10サイクル目の放電容量)×100〕を求めた。
その結果を表1に示す。
Each battery manufactured as described above was subjected to constant current charging for 2 hours at a temperature of 23 ° C. under a charging voltage of 4.2 V and a charging current of 1 A, and then a discharge current of 700 m.
The charging / discharging cycle of repeating constant current discharge to a final voltage of 2.75 V under the condition A was repeated. And 10
The discharge capacity at the cycle and the discharge capacity at the 100th cycle were measured, and the capacity retention rate [(discharge capacity at the 100th cycle)]
/ (10th cycle discharge capacity) × 100] was determined.
The results are shown in Table 1.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】表1からわかるように、非水溶媒としてエ
チレンサルファイトと炭酸ジエチルの混合溶媒を用いた
実施例1の電池、エチレンサルファイトと炭酸メチルエ
チルの混合溶媒を用いた実施例2の電池は、炭酸プロピ
レンと炭酸ジエチルの混合溶媒を用いた比較例1の電池
に比べて大きな容量保持率が得られる。
As can be seen from Table 1, the battery of Example 1 using a mixed solvent of ethylene sulfite and diethyl carbonate as the non-aqueous solvent and the battery of Example 2 using a mixed solvent of ethylene sulfite and methyl ethyl carbonate. Has a larger capacity retention than the battery of Comparative Example 1 using a mixed solvent of propylene carbonate and diethyl carbonate.

【0045】このことから、Lix MO2 /C電池の非
水溶媒としては、炭酸プロピレンと炭酸ジエチルの混合
溶媒よりも、エチレンサルファイトと炭酸ジエステル化
合物の混合溶媒の方が適しており、これを用いることで
電池のサイクル特性が改善されることがわかった。
From this, the mixed solvent of ethylene sulfite and the carbonic acid diester compound is more suitable as the non-aqueous solvent of the Li x MO 2 / C battery than the mixed solvent of propylene carbonate and diethyl carbonate. It was found that the cycle characteristics of the battery are improved by using.

【0046】非水溶媒の混合比の検討 非水溶媒として表2,表3に示す混合比のエチレンサル
ファイト−炭酸ジエチル混合溶媒あるいはエチレンサル
ファイト−炭酸メチルエチル混合溶媒を用いること以外
は実施例1と同様にして非水電解液二次電池(実験例1
〜実験例12)を作製した。そして、上述と同様にし
て、10サイクル目の放電容量,100サイクル目の放
電容量及び容量保持率を求めた。その結果を表4,表5
に示す。
Examination of Mixing Ratio of Non-Aqueous Solvent Examples except that an ethylene sulfite-diethyl carbonate mixed solvent or an ethylene sulfite-methyl ethyl carbonate mixed solvent having a mixing ratio shown in Tables 2 and 3 was used as the non-aqueous solvent. Non-aqueous electrolyte secondary battery (Experimental Example 1)
-Experimental example 12) was produced. Then, similarly to the above, the discharge capacity at the 10th cycle, the discharge capacity at the 100th cycle, and the capacity retention rate were obtained. The results are shown in Table 4 and Table 5.
Shown in.

【0047】[0047]

【表2】 [Table 2]

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】[0049]

【表4】 [Table 4]

【0050】[0050]

【表5】 [Table 5]

【0051】表4,表5からわかるように、エチレンサ
ルファイト−炭酸ジエチルの混合溶媒を用いた場合、エ
チレンサルファイト−炭酸メチルエチルの混合溶媒を用
いた場合のいずれにおいても、エチレンサルファイトの
量が20〜80容量%の範囲では大きな容量保持率が得
られる。しかし、実験例6,実験例12のようにエチレ
ンサルファイトの量がこの範囲よりも少なくなると75
%に満たない容量保持率しか得られなくなる。
As can be seen from Tables 4 and 5, the ethylene sulfite-diethyl carbonate mixed solvent was used, and the ethylene sulfite-methyl ethyl carbonate mixed solvent was used. When the amount is in the range of 20 to 80% by volume, a large capacity retention rate can be obtained. However, when the amount of ethylene sulfite was less than this range as in Experimental Examples 6 and 12, the amount was 75
Only a capacity retention rate of less than% can be obtained.

【0052】このことから、エチレンサルファイトと炭
酸ジエステル化合物の混合溶媒では、エチレンサルファ
イトの混合率を20〜80%とするのが適当であること
がわかった。
From the above, it was found that it is suitable to set the mixing ratio of ethylene sulfite to 20 to 80% in the mixed solvent of ethylene sulfite and carbonic acid diester compound.

【0053】[0053]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の非水電解液二次電池は、Lix MO2 (但し、Mは
1種類以上の遷移金属を表す。)で表されるリチウム遷
移金属複合酸化物よりなる正極と、リチウムをドープ且
つ脱ドープし得る負極と、非水溶媒に電解質を溶解して
なる非水電解液とを備えて構成され、非水溶媒が、エチ
レンサルファイトと炭酸ジエステル化合物の混合溶媒で
あるので、高エネルギー密度が得られるとともに高電圧
且つ重負荷放電条件においても良好なサイクル特性を得
ることが可能である。
As is apparent from the above description, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is represented by Li x MO 2 (where M represents one or more kinds of transition metals). A positive electrode made of a lithium-transition metal composite oxide, a negative electrode capable of being doped and dedoped with lithium, and a non-aqueous electrolytic solution obtained by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent, wherein the non-aqueous solvent is ethylene sal Since it is a mixed solvent of phyto and a carbonic acid diester compound, it is possible to obtain high energy density and also to obtain good cycle characteristics under high voltage and heavy load discharge conditions.

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

【図1】本発明を適用した非水電解液二次電池を示す概
略縦断面図である。
FIG. 1 is a schematic vertical cross-sectional view showing a non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 負極 2 正極 1 negative electrode 2 positive electrode

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Lix MO2 (但し、Mは1種類以上の
遷移金属を表し、xは0.05≦x≦1.10である)
で表されるリチウム遷移金属複合酸化物よりなる正極
と、リチウムをドープかつ脱ドープし得る負極と、非水
溶媒に電解質が溶解されてなる非水電解液とを備えた非
水電解液二次電池において、 非水溶媒が、エチレンサルファイトと炭酸ジエステル化
合物の混合溶媒であることを特徴とする非水電解液二次
電池。
1. Li x MO 2 (wherein M represents one or more kinds of transition metals and x is 0.05 ≦ x ≦ 1.10.)
Non-aqueous electrolyte secondary comprising a positive electrode composed of a lithium-transition metal composite oxide represented by, a negative electrode capable of doping and de-doping lithium, and a non-aqueous electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent A non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the non-aqueous solvent is a mixed solvent of ethylene sulfite and a carbonic acid diester compound.
【請求項2】 炭酸ジエステルが、炭酸ジエチル又は炭
酸メチルエチルのいずれかであることを特徴とする請求
項1記載の非水電解液二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the carbonic acid diester is either diethyl carbonate or methyl ethyl carbonate.
【請求項3】 非水電解液のエチレンサルファイトの混
合率が、20〜80容量%であることを特徴とする請求
項1記載の非水電解液二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the mixing ratio of ethylene sulfite in the non-aqueous electrolyte is 20 to 80% by volume.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999016144A1 (en) * 1997-09-19 1999-04-01 Mitsubishi Chemical Corporation Non-aqueous electrolyte cell
US6670078B1 (en) 1997-09-19 2003-12-30 Mitsubishi Chemical Corporation Non-aqueous electrolyte cell with a solvent including a S-O bond

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