JPH09139232A - Lithium battery - Google Patents

Lithium battery

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JPH09139232A
JPH09139232A JP8237893A JP23789396A JPH09139232A JP H09139232 A JPH09139232 A JP H09139232A JP 8237893 A JP8237893 A JP 8237893A JP 23789396 A JP23789396 A JP 23789396A JP H09139232 A JPH09139232 A JP H09139232A
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JP
Japan
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electrolytic solution
lithium
electrode
positive electrode
negative electrode
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Application number
JP8237893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Tatebe
哲也 立部
Akiko Watanabe
明子 渡邉
Shoji Kozuka
祥二 小塚
Masaru Hayashi
勝 林
Motoo Yabuki
元央 矢吹
Hiroshi Endo
博 遠藤
Kimito Sakai
公人 酒井
Tomoka Matsumoto
友香 松本
Hideyuki Sasaki
秀幸 佐々木
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
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Priority to CN96114510A priority patent/CN1091547C/en
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    • 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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the influence by an oxidized substance or hydrofluoric acid to suppress the elution of a vessel internal metal by providing, within the vessel, a nonaqueous electrolyte formed of at least one electrolyte selected from fluorine compounds and chloride compounds and a nonaqueous solvent, and containing a boron compound in the electrolyte. SOLUTION: An electrode group 3 formed by winding a laminated stripe matter consisting of a positive electrode 4, a separator 5 and a negative electrode 6 is housed in a bottomed cylindrical vessel 1 having an insulator 2 arranged on the bottom part. An insulating sealing plate 8 is fitted to the upper part of the vessel 1 through an insulating paper 7. The positive electrode 4 containing a boron compound is connected to a positive electrode terminal 9 through a lead wire 10, and the negative electrode 6 is connected to the vessel 1 having an acid resisting thermoplastic resin inner surface. The nonaqueous electrolyte in the vessel 1 is formed of at least one electrolyte selected from fluorine compounds and chloride compounds, and a nonaqueous solvent, and a boron compound is contained in the electrolyte. Thus, the influence of an oxidized substance by the action of contained water, particularly, hydrofluoric acid is suppressed to suppress the elution of the vessel internal metal.

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、リチウム電池、特
にリチウム二次電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lithium battery, and more particularly to a lithium secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、非水電解液電池が高エネルギー密
度電池として注目されている。かかる非水電解液電池の
中で、負極活物質としてリチウム、ナトリウム、アルミ
ニウム等の軽金属を用い、正極活物質に二酸化マンガ
ン、フッ化炭素[(−CFx n]、塩化チオニル等を
用いた一次電池は、既に電卓、時計の電源やメモリのバ
ックアップ電池として多用されている。
2. Description of the Related Art In recent years, non-aqueous electrolyte batteries have attracted attention as high energy density batteries. Among such non-aqueous electrolyte battery using lithium, sodium, light metal such as aluminum as the negative electrode active material, positive electrode active material of manganese dioxide, carbon fluoride [(-CF x) n], was used thionyl chloride Primary batteries have already been widely used as calculators, clock power supplies, and backup batteries for memories.

【0003】更に、近年、VTR、通信機器等の各種の
電子機器の小形、軽量化に伴い、それらの電源として高
エネルギー密度の二次電池の要求が高まり、非水電解液
二次電池の研究が活発に行われている。例えば、電解液
としてプロピレンカーボネート、1,2−ジメトキシエ
タン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン等の非
水溶媒中に、LiClO4 、LiBF4 、LiAs
6 、LiPF6 等の電解質を溶解したものを用いた非
水電解液二次電池が検討されている。又、正極活物質と
しては主にTiS2 、MoS2 、V2 5 、V6 13
のリチウムとの間でトポケミカル反応する化合物が研究
されている。
Furthermore, in recent years, with the miniaturization and weight reduction of various electronic devices such as VTRs and communication devices, the demand for high energy density secondary batteries as their power source has increased, and research on non-aqueous electrolyte secondary batteries has been made. Is actively carried out. For example, LiClO 4 , LiBF 4 , LiAs in a non-aqueous solvent such as propylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, γ-butyrolactone or tetrahydrofuran as an electrolytic solution.
A non-aqueous electrolyte secondary battery using a solution in which an electrolyte such as F 6 or LiPF 6 is dissolved has been studied. As the positive electrode active material, compounds such as TiS 2 , MoS 2 , V 2 O 5 , and V 6 O 13 which undergo a topochemical reaction with lithium have been studied.

【0004】しかしながら、上述した二次電池は現在L
iCoO2 を正極材としたものが実用化されているが、
それ以外は未だ実用化されていない。この主な理由は、
充放電効率が低く、しかも充放電回数(サイクル)寿命
が短いためである。この原因は、正極であるリチウムと
電解液との反応によるリチウムの劣化によるところが大
きいと考えられている。即ち、放電時にリチウムイオン
として電解液中に溶解したリチウムは充電時に析出する
際に溶媒と反応し、その表面が一部不活性化される。こ
のため、充放電を繰返していくと、デンドライト状(樹
枝状)のリチウムが発生したり、小球状に析出したりリ
チウムが集電体より脱離するなどの現象が生じる。
However, the secondary battery described above is currently L
Although a material using iCoO 2 as a positive electrode material has been put into practical use,
Other than that, it has not been put to practical use. The main reason for this is
This is because the charge / discharge efficiency is low and the charge / discharge cycle (cycle) life is short. It is considered that this is largely due to the deterioration of lithium due to the reaction between the positive electrode lithium and the electrolytic solution. That is, lithium dissolved in the electrolytic solution as lithium ions at the time of discharging reacts with the solvent at the time of deposition at the time of charging, and the surface thereof is partially inactivated. For this reason, when charging and discharging are repeated, dendrite-like (dendritic) lithium is generated, deposited into small spheres, and lithium is desorbed from the current collector.

【0005】一方、米国特許第4,668,595号明
細書及び米国特許第4,702,977号明細書には非
水電解液二次電池に組込まれる負極としてリチウムを吸
蔵・放出する炭素質物質を用いることが記載されてい
る。又、前記米国特許第4,668,595号明細書に
は非水電解液を構成する非水溶媒として、前記の非水溶
媒以外に、ジエトキシエタン、エチレンカーボネート、
又はこれらの混合物を用いることが記載されている。
On the other hand, in US Pat. No. 4,668,595 and US Pat. No. 4,702,977, a carbonaceous material which absorbs and releases lithium as a negative electrode incorporated in a non-aqueous electrolyte secondary battery. The use of substances is described. Further, in the above-mentioned U.S. Pat. No. 4,668,595, as the non-aqueous solvent constituting the non-aqueous electrolytic solution, in addition to the above-mentioned non-aqueous solvent, diethoxyethane, ethylene carbonate,
Alternatively, it is described to use a mixture thereof.

【0006】しかし、上記の非水電解液からなるリチウ
ム電池においては、水分が微量でも存在すると、電解質
が分解し、酸性物質等が発生する。その結果、リチウム
電池の容器等、電解液と接する金属部分が溶解、腐食
し、電解液中のリチウムの作用を阻害する等の弊害をも
たらす。
However, in a lithium battery made of the above non-aqueous electrolyte, if a small amount of water is present, the electrolyte is decomposed and an acidic substance or the like is generated. As a result, a metal part in contact with the electrolytic solution, such as a container of a lithium battery, is dissolved and corroded, which causes an adverse effect such as inhibiting the action of lithium in the electrolytic solution.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、含有水分に
よる電解液の分解を抑制して、その劣化を防止すると共
に、リチウムの作用を正常化せしめ、これにより、高容
量での充放電サイクル寿命を向上させたリチウム電池を
提供することを目的とする。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention suppresses the decomposition of the electrolytic solution due to the water content, prevents the deterioration thereof, and normalizes the action of lithium, whereby the charge / discharge cycle at a high capacity is achieved. It is an object to provide a lithium battery having an improved life.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の様相によ
れば、フッ素化合物及び塩素化合物から選ばれる少なく
とも一種を含有する電解液を有するリチウム電池におい
て、前記電解液中にホウ素化合物が含まれている。
According to a first aspect of the present invention, in a lithium battery having an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound, the electrolytic solution contains a boron compound. Has been.

【0009】本発明の第2の様相によれば、フッ素化合
物及び塩素化合物から選ばれる少なくとも一種を含有す
る電解液を有するリチウム電池において、前記電解液中
に脱水剤が含まれている。
According to the second aspect of the present invention, in a lithium battery having an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound, the electrolytic solution contains a dehydrating agent.

【0010】本発明の第3の様相によれば、フッ素化合
物及び塩素化合物から選ばれる少なくとも一種を含有す
る電解液を有するリチウム電池において、前記電解液を
保持する容器内部の表面が耐酸性熱可塑性樹脂であるこ
とを特徴とするリチウム電池。
According to the third aspect of the present invention, in a lithium battery having an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound, the surface inside the container holding the electrolytic solution is resistant to acid thermoplasticity. A lithium battery which is a resin.

【0011】本発明の第4の様相によれば、フッ素化合
物及び塩素化合物から選ばれる少なくとも一種を含有す
る電解液と、前記電解液に浸された正極及び負極からな
るリチウム電池において、前記正極はホウ素化合物を含
有している。
According to a fourth aspect of the present invention, in a lithium battery comprising an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound, and a positive electrode and a negative electrode immersed in the electrolytic solution, the positive electrode is Contains a boron compound.

【0012】本発明の第5の様相によれば、フッ素化合
物及び塩素化合物から選ばれる少なくとも一種を含有す
る電解液と、前記電解液に浸された正極及び負極からな
るリチウム電池において、前記電池電極は希士類元素の
酸素化合物を含有している。
According to a fifth aspect of the present invention, in a lithium battery comprising an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound, and a positive electrode and a negative electrode immersed in the electrolytic solution, the battery electrode Contains oxygen compounds of rare elements.

【0013】このような構成によって、含有水分による
電解液の分解、劣化を抑制し、高容量でサイクル寿命の
長いリチウム二次電池を提供することができる。
With such a structure, it is possible to provide a lithium secondary battery having a high capacity and a long cycle life, which suppresses decomposition and deterioration of the electrolytic solution due to the water content.

【0014】希士類元素の酸素化合物やホウ素化合物
を、負極の材料に加え、正極の材料には加えないという
ような場合でも、それなりの効果は期待できる。しか
し、充放電サイクル寿命を向上という点からすれば、や
はり少なくとも正極の材料にこれらの添加物を用いる必
要がある。その理由は、以下に説明するように、これら
の添加物の作用効果のメカニズムから容易に理解され
る。
Even when the oxygen compound or the boron compound of the rare earth element is added to the material of the negative electrode and not to the material of the positive electrode, a certain effect can be expected. However, from the viewpoint of improving the charge / discharge cycle life, it is still necessary to use these additives in at least the material of the positive electrode. The reason for this is easily understood from the mechanism of action and effect of these additives, as described below.

【0015】つまり、電解質としては、六フッ化リン酸
リチウム(LiPF6 )を用いた場合を考えれば、先ず
含有水分によって以下のような反応が起こる。
That is, considering the case where lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is used as the electrolyte, the following reaction first occurs due to the water content.

【0016】[0016]

【数1】 LiPF6 +H2 O → POF4 - +2HF+Li+ ここで生じたフッ化水素酸は、次のような反応によって
金属性の容器の内面を腐蝕させる。
## EQU1 ## LiPF 6 + H 2 O → POF 4 + 2HF + Li + The hydrofluoric acid generated here corrodes the inner surface of the metallic container by the following reaction.

【0017】2HF+Fe → FeF2 +H2 FeF2 は次のようにイオン化し、リチウムイオンの授
受による充放電機能を阻害する。
2HF + Fe → FeF 2 + H 2 FeF 2 is ionized as follows and inhibits the charging / discharging function due to the exchange of lithium ions.

【0018】FeF2 → Fe2++2F- 希士類元素の酸素化合物やホウ素化合物は、含有水分に
よって生じたフッ化水素酸、実際にはフッ素イオンと反
応し、例えばBF3 やYF3 を生成する。これら生成物
はイオン化しないので、上記のような充放電機能を阻害
する作用は持たない。
[0018] FeF 2 → Fe 2+ + 2F - oxygen compounds and boron compounds Mareshi earth elements is hydrofluoric acid produced by the water content, in practice, to react with fluoride ions, for example, produce a BF 3 and YF 3 To do. Since these products do not ionize, they do not have the above-mentioned effect of inhibiting the charge / discharge function.

【0019】以上のことを考慮すれば、陰イオンである
フッ素イオンが多く集る正極にポウ素化合物及び希士類
元素の酸素化合物を添加することが最も効果的であるこ
とが分かる。
In consideration of the above, it is understood that it is most effective to add the boron compound and the oxygen compound of the rare earth element to the positive electrode in which a large number of anions such as fluorine ions are collected.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】本発明に係るリチウム電池の一具
体例を図1に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A specific example of the lithium battery according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0021】有底円筒状の容器1は、底部に絶縁体2が
配置されている。電極群3は、容器1に収納されてい
る。電極群3は、正極4、セパレータ5及び負極6をこ
の順序で積層した帯状物を負極6が外側に位置するよう
に渦巻き状に巻回した構造となっている。容器1内に
は、非水電解液が収容されている。中央部が開口された
絶縁紙7は、容器1内の電極群3の上方に載置されてい
る。絶縁封止板8は、容器1の上部開口部に配置され、
かつ前記上部開口部付近を内側にかしめ加工することに
より封止板8は容器1に液密に固定されている。正極端
子9は、絶縁封止板8の中央には嵌合されている。正極
リード10の一端は、正極4に、他端は正極端子9にそ
れぞれ接続されている。負極6は、図示しない負極リー
ドを介して負極端子である容器1に接続されている。
The bottomed cylindrical container 1 has an insulator 2 arranged at the bottom. The electrode group 3 is housed in the container 1. The electrode group 3 has a structure in which a band-shaped material in which a positive electrode 4, a separator 5, and a negative electrode 6 are laminated in this order is spirally wound so that the negative electrode 6 is located outside. A non-aqueous electrolyte is contained in the container 1. The insulating paper 7 whose center is opened is placed above the electrode group 3 in the container 1. The insulating sealing plate 8 is arranged in the upper opening of the container 1,
In addition, the sealing plate 8 is liquid-tightly fixed to the container 1 by caulking the vicinity of the upper opening inward. The positive electrode terminal 9 is fitted in the center of the insulating sealing plate 8. One end of the positive electrode lead 10 is connected to the positive electrode 4, and the other end is connected to the positive electrode terminal 9. The negative electrode 6 is connected to the container 1 as a negative electrode terminal via a negative electrode lead (not shown).

【0022】上記正極4には、リチウム二次電極の正極
として多く使用が提案されているものが使用でき、例え
ばリチウム及びリチウムとトポ化学変化可能なカルコゲ
ン化合物を活物質として含む物質が用いられる。該カル
コゲン化合物としては、TiS2 、MoS2 、V
2 5 、V6 13、CoO2 、MnO2 、NiO、Nb
Se3 等が挙げられる。
As the positive electrode 4, those which have been proposed to be used as a positive electrode for a lithium secondary electrode can be used. For example, a substance containing lithium and a chalcogen compound capable of chemically changing topo with lithium as an active material is used. Examples of the chalcogen compound include TiS 2 , MoS 2 , V
2 O 5 , V 6 O 13 , CoO 2 , MnO 2 , NiO, Nb
Se 3, and the like.

【0023】また、正極には、上記活物質以外に、炭素
質物質等からなる導電材、フッ素樹脂、ポリオレフィン
樹脂等の結着剤を用いるのが好ましく、フィルム状、繊
維状、粉末状等任意の形状で目的に応して用いられる。
特に、粉末状で用いる場合は、活物質をシート状等任意
の形状に成形して用いることができる。成形方法として
は、活物質をテフロン粉末、ポリエチレン粉末等の粉末
状バインダーと混合し、圧縮成型する方法がー般的であ
る。
In addition to the above-mentioned active material, it is preferable to use a conductive material made of a carbonaceous material or the like and a binder such as a fluororesin or a polyolefin resin for the positive electrode. It is used according to the purpose in the shape of.
In particular, when it is used in the form of powder, the active material can be formed into an arbitrary shape such as a sheet and used. As a molding method, a method in which an active material is mixed with a powdery binder such as Teflon powder or polyethylene powder and compression molding is performed is general.

【0024】上記負極6には、リチウムを吸蔵・放出す
る機能を有する活物質が用いられる。活物質としては、
炭素質物質が挙げられる。又、負極には、ポリオレフィ
ン樹脂、フッ素樹脂等の結着剤等を用いるのが好まし
い。
For the negative electrode 6, an active material having a function of inserting and extracting lithium is used. As an active material,
Examples include carbonaceous materials. Further, it is preferable to use a binder such as a polyolefin resin or a fluororesin for the negative electrode.

【0025】前記容器1内に収納される非水電解液は、
フッ素化合物及び塩素化合物から選ばれる少なくとも一
種の電解質及び非水溶媒からなる。
The non-aqueous electrolyte contained in the container 1 is
It is composed of at least one electrolyte selected from a fluorine compound and a chlorine compound and a non-aqueous solvent.

【0026】電解質としては、六フッ化リン酸リチウム
(LiPF6 )、ホウフッ化リチウム(LiBF4 )、
六フッ化ヒ素リチウム(LiAsF6 )、トリフルオロ
メタスルホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )等の含フ
ッ素リチウム化合物、過塩素酸リチウム(LiCl
4 )等が挙げられるが、これらの中でも含フッ素リチ
ウム化合物が過充填時において酸化分解が起り難しい性
質を有するために望ましく、特にLiPF6 が1モル当
りの導電性が高いために望ましい。
As the electrolyte, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ),
Fluorine-containing lithium compounds such as lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6 ), lithium trifluorometasulfonate (LiCF 3 SO 3 ), lithium perchlorate (LiCl
O 4 ), and the like. Among them, fluorine-containing lithium compounds are desirable because they have a property of being difficult to undergo oxidative decomposition during overfilling, and LiPF 6 is particularly desirable because of high conductivity per mole.

【0027】非水溶媒としては、有機系のプロピレンカ
ーボネート、エチレンカーボネート、テトラヒドロフラ
ン、γ−ブチロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、
1,2−ジエトキシエタン等が使用される。これら媒体
は、それらの混合物を使用することが出来、その混合割
合は任意である。
As the non-aqueous solvent, organic propylene carbonate, ethylene carbonate, tetrahydrofuran, γ-butyrolactone, 1,2-dimethoxyethane,
1,2-diethoxyethane or the like is used. For these media, a mixture thereof can be used, and the mixing ratio thereof is arbitrary.

【0028】このような構成によって形成されたリチウ
ム電池では、次のように充放電が行われる。先ず、正極
では、以下のような反応が行われる。充電で右方向、放
電で左方向に反応が進む。
In the lithium battery formed as described above, charging / discharging is performed as follows. First, in the positive electrode, the following reaction is performed. Reaction progresses to the right when charging and to the left when discharging.

【0029】[0029]

【数2】LiCoO2 ← → Li1-x CoO2 +x
2 Li+ +xe- 又、負極では、以下のような反応が行われる。ここでも
同様に、充電で右方向、放電で左方向に反応が進む。
[Formula 2] LiCoO 2 ← → Li 1-x CoO 2 + x
2 Li + + xe − In addition, the following reaction takes place at the negative electrode. Here, similarly, the reaction progresses to the right when charging and to the left when discharging.

【0030】 Cn +xLi+ +xe- ← → Cn Lix これらを合わせると、電池全体で進行する反応は、次の
ように表現される。
C n + xLi + + xe ← → C n Li x When these are combined, the reaction that proceeds in the entire battery is expressed as follows.

【0031】[0031]

【数3】LiCoO2 +Cn ← → Li1-x CoO
2 +Cn Lix 従来より非水系電池は高エネルギー密度、小型軽量とい
った性能面で優れているものの、水系電池に比べ出力特
性に難点があり、広くー般に用いられるまでに至ってい
ない。特に、出力特性が要求される二次電池の分野では
この欠点が実用化を妨げているーつの要因となってい
る。
[Formula 3] LiCoO 2 + C n ← → Li 1-x CoO
2 + C n Li x Although non-aqueous batteries have been excellent in performance such as high energy density and small size and light weight compared to conventional ones, they have drawbacks in output characteristics as compared with aqueous batteries and have not been widely used. In particular, in the field of secondary batteries where output characteristics are required, this drawback is one of the factors that hinders practical use.

【0032】非水系電池が出力特性に劣る原因は、水系
電解液の場合、イオン電導度が高く、非水系の場合は通
常、低いイオン電導度であることに起因する。
The reason why the non-aqueous battery has inferior output characteristics is that the aqueous electrolyte has a high ionic conductivity, and the non-aqueous battery usually has a low ionic conductivity.

【0033】かかる問題を解決する一つの方法として電
極面積を大きくすること、薄膜、大面積電極を形成する
のが特に好ましい方法である。その目的の為に、有機重
合体をバインダーとして用いることができる。この場
合、有機重合体を溶媒に溶解したバインダー溶液に電極
活物質を分散したものを塗工液として用いる方法、有機
重合体の水乳化分散液に電極活物質を分散したものを塗
工液として用いる方法及び予め予備成形された電極活物
質に該有機重合体の溶液(分散液)を塗布する方法等が
一例として挙げられる。用いるバインダー量は特に限定
するものではないが通常電極活物質100重量部に対し
0.1〜20重量部、好ましくは0.5〜10重量部の
範囲である。
As one method for solving such a problem, increasing the electrode area and forming a thin film or a large area electrode are particularly preferable methods. For that purpose, organic polymers can be used as binders. In this case, a method in which an electrode active material dispersed in a binder solution in which an organic polymer is dissolved in a solvent is used as a coating liquid, a water-emulsion dispersion of an organic polymer dispersed in an electrode active material is used as a coating liquid. Examples thereof include a method of use and a method of applying a solution (dispersion liquid) of the organic polymer to a preformed electrode active material. The amount of binder used is not particularly limited, but is usually in the range of 0.1 to 20 parts by weight, preferably 0.5 to 10 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the electrode active material.

【0034】有機重合体としては、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、フッ化ビニル、フッ化ビニリデ
ン、クロロプレン、塩化ビニリデン等の重合体、ニトロ
セルロース、シアノエチルセルロース、多硫化ゴム等を
利用することが出来る。勿論、これらの有機重合体はこ
こで用いられるものの代表的なものであり、特に限定さ
れる物ではないが、これらは電池性能でサイクル特性、
過電圧特性等の面で優れている。
As the organic polymer, acrylonitrile,
Polymers such as methacrylonitrile, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, chloroprene and vinylidene chloride, nitrocellulose, cyanoethyl cellulose, and polysulfide rubber can be used. Of course, these organic polymers are representative of those used here and are not particularly limited, but they are not limited to the battery performance, cycle characteristics,
Excellent in terms of overvoltage characteristics.

【0035】この電極を製造する場合、前記塗工液を基
材上に塗布乾燥することにより成形される。この時、集
電体材料と共に基材上に成形しても良いし、アルミ箔、
銅箔等の集電体自体を基材として用い、その上に前記塗
工液塗布乾燥することもできる。
When this electrode is manufactured, it is molded by coating the coating liquid on a base material and drying it. At this time, it may be formed on the base material together with the current collector material, aluminum foil,
It is also possible to use a collector such as a copper foil as a base material and apply the coating solution thereon and dry it.

【0036】本発明では、非水電解液に対して、上記電
解質及び非水溶媒に、更にホウ素化合物を含むことが特
徴となっている。
The present invention is characterized in that the electrolyte and the non-aqueous solvent further contain a boron compound in the non-aqueous electrolytic solution.

【0037】ホウ素化合物としては、リチウム電池にお
いて、電解質としての機能を有しないホウ素化合物、即
ち、フッ素若しくは塩素及びリチウムを含まないホウ素
化合物であることが肝要であり、例えばB2 3 、H3
BO3 、(CH3 O)3 B、(C2 5 O)3 B、(C
3 O)3 B−B2 3 等が使用できる。それらの中で
も特にB2 3 が望ましい。
It is essential that the boron compound is a boron compound that does not function as an electrolyte in a lithium battery, that is, a boron compound that does not contain fluorine or chlorine and lithium, such as B 2 O 3 and H 3.
BO 3 , (CH 3 O) 3 B, (C 2 H 5 O) 3 B, (C
H 3 O) 3 B-B 2 O 3 or the like can be used. Among them, B 2 O 3 is particularly desirable.

【0038】ホウ素化合物は、電解液中の濃度がホウ素
元素として10重量%を超えないような量で用いられる
が、その使用量を0.1〜7重量%、特に0.5〜5重
量%とするのが望ましい。
The boron compound is used in such an amount that the concentration in the electrolytic solution does not exceed 10% by weight as elemental boron, and the amount used is 0.1 to 7% by weight, particularly 0.5 to 5% by weight. Is desirable.

【0039】上記ホウ素化合物を電解液に含有させるこ
とにより、電界液中の含有水分により生成する酸性物質
を大巾に減少することができ、これは電解液の劣化、電
池容器の腐蝕による容器構成金属イオンに起因する負極
の活性低下を防止する結果をもたらす。
By including the above-mentioned boron compound in the electrolytic solution, it is possible to greatly reduce the amount of acidic substances generated by the water content in the electrolytic solution, which is caused by deterioration of the electrolytic solution and corrosion of the battery container. As a result, it is possible to prevent a decrease in the activity of the negative electrode due to the metal ions.

【0040】前記電解液に更に含ませる脱水剤として
は、活性アルミナ、ゼオライト、硫酸ナトリウム、活性
炭、シリカゲル、酸化マグネシウム、酸化カルシウム等
が挙げられる。これら脱水剤の添加量は、電解液中通常
20重量%以下であり、2〜15重量%、特に5〜10
重量%が好ましい。これら脱水剤は、電解液に添加する
前に、加熱処理等の方法で充分に乾燥するのが望まし
い。
Examples of the dehydrating agent further contained in the electrolytic solution include activated alumina, zeolite, sodium sulfate, activated carbon, silica gel, magnesium oxide, calcium oxide and the like. The addition amount of these dehydrating agents is usually 20% by weight or less in the electrolytic solution, 2 to 15% by weight, particularly 5 to 10% by weight.
% By weight is preferred. It is desirable that these dehydrating agents be sufficiently dried by a method such as heat treatment before being added to the electrolytic solution.

【0041】これらの脱水剤を含ませることにより、電
解質の水による分解を防止し、ひいては電解液の劣化、
酸性物質の生成を抑えることが出来る。また、酸性物質
の生成の抑制は、電池容器内圧力の上昇を防ぎ、これに
より電池外壁を薄くすることができ、電池を軽量化する
ことができる。
By including these dehydrating agents, the decomposition of the electrolyte by water is prevented, and the deterioration of the electrolytic solution is prevented.
Generation of acidic substances can be suppressed. Further, the suppression of the generation of the acidic substance prevents an increase in the pressure inside the battery container, thereby making it possible to make the outer wall of the battery thin and reduce the weight of the battery.

【0042】又、本発明では、希士類元素の酸素化合物
を電池電極に含有させることが特徴となっている。
Further, the present invention is characterized in that the oxygen compound of the rare earth element is contained in the battery electrode.

【0043】希士類元素の酸素化合物を含む電池電極に
は、前記バインダー、導電補助剤、その他添加剤、例え
ば贈粘剤、分散剤、増量剤、粘着補助剤等が添加されて
も良いが、少なくとも本発明の希士類元素の酸素化合物
をー種又は複数含有するものを言う。また、導電補助剤
としては、金属粉、導電金属酸化物粉、カーボン等が挙
げられる。
The above-mentioned binder, conductive auxiliary agent, and other additives such as a tackifier, a dispersant, a filler, and an adhesion auxiliary agent may be added to the battery electrode containing the oxygen compound of a rare earth element. , Containing at least one oxygen compound of the rare earth element of the present invention. Examples of the conductive auxiliary agent include metal powder, conductive metal oxide powder, carbon and the like.

【0044】これらの添加元素の化合物としては、リチ
ウム電池において電解質及びキャリア材としての機能を
有しないもの、即ちフッ素、塩素及びリチウムを含まな
い化合物であることが肝要である。例えば、Y2 3
La2 3 ,Ce2 3 ,Pr2 3 ,Nd2 3 ,P
2 3 ,Sm2 3 ,Fu2 3 ,Gd2 3 ,Tb
2 3 ,Dy2 3 ,Ho2 3 ,Er2 3 ,Tm2
3 ,Yb2 3 ,Lu2 3 ,Sc2 3 等が代表的
な例である。
It is important that the compound of these additive elements is a compound that does not function as an electrolyte and a carrier material in a lithium battery, that is, a compound that does not contain fluorine, chlorine and lithium. For example, Y 2 O 3 ,
La 2 O 3 , Ce 2 O 3 , Pr 2 O 3 , Nd 2 O 3 , P
m 2 O 3 , Sm 2 O 3 , Fu 2 O 3 , Gd 2 O 3 and Tb
2 O 3 , Dy 2 O 3 , Ho 2 O 3 , Er 2 O 3 , Tm 2
Typical examples are O 3 , Yb 2 O 3 , Lu 2 O 3 , Sc 2 O 3 and the like.

【0045】希土類元素の化合物含有量は、希士類元素
として0.1重量%以上、2重量%を越えないような量
で用いることが望ましい。また、電極材中の電解液塗布
量は300〜500μg/cm2 、好ましくは250〜
400μg/cm2 であることが望ましい。ここでは、
電解液塗布量は、電極を電解液に浸してから、引き上げ
た場合に電極表面に存在する電解液の量である。
The compound content of the rare earth element is preferably such that the rare earth element content is not less than 0.1% by weight and not more than 2% by weight. The amount of electrolyte applied in the electrode material is 300 to 500 μg / cm 2 , preferably 250 to
It is preferably 400 μg / cm 2 . here,
The electrolytic solution coating amount is the amount of the electrolytic solution existing on the electrode surface when the electrode is immersed in the electrolytic solution and then pulled up.

【0046】上記、希士類化合物を電極材に含有させる
こと及び電極材中の電解液塗布量を制御することによ
り、電極及び電解液中の含有水分によって生成する酸性
物質を大幅に減少する事ができ、これは、電極の集電材
の腐食、キャリア材の劣化、電解液の劣化、電解質の劣
化、電池容器の腐食による容器構成金属イオン等による
負極の活性低下及び正極の酸化数の低下、電極塗膜と集
電材の密着力の低下等を防止、抑制する結果をもたら
す。
By adding the rare earth compound to the electrode material and controlling the amount of the electrolytic solution applied in the electrode material, the amount of acidic substances produced by the water content in the electrode and the electrolytic solution can be greatly reduced. This is due to corrosion of the current collector of the electrode, deterioration of the carrier material, deterioration of the electrolytic solution, deterioration of the electrolyte, deterioration of the negative electrode activity and deterioration of the positive electrode oxidation number due to metal ions, etc. that constitute the container due to corrosion of the battery container, This brings about a result of preventing or suppressing a decrease in adhesion between the electrode coating film and the current collector.

【0047】更に、本発明では、ホウ素化合物を電池電
極に含有させたことが特徴となっている。
Furthermore, the present invention is characterized in that the battery compound contains a boron compound.

【0048】ホウ素化合物としては、リチウム電池にお
いて、電解質及びキャリア材としての機能を有しないホ
ウ素化合物即ち、フッ素若しくは、塩素及びリチウムを
含まないホウ素化合物であることが肝要であり、例えば
2 3 、H3 BO3 、(CH3 O)3 B、(C2 5
O)3 B一B2 3 、等が使用できる。それらの中でも
特にB2 3 が望ましい。
It is essential that the boron compound is a boron compound which does not function as an electrolyte and a carrier material in a lithium battery, that is, a boron compound which does not contain fluorine or chlorine and lithium, for example, B 2 O 3 , H 3 BO 3 , (CH 3 O) 3 B, (C 2 H 5
O) 3 B-B 2 O 3 , etc. can be used. Among them, B 2 O 3 is particularly desirable.

【0049】又ホウ素化合物の含有量もホウ素元素とし
て、10重量%を越えないような量で用いられるが、そ
の使用量を0.5〜7重量%、特に0.5〜5重量%と
するのが望ましい。
The content of the boron compound is not more than 10% by weight as elemental boron, and the amount used is 0.5 to 7% by weight, particularly 0.5 to 5% by weight. Is desirable.

【0050】上記ホウ素化合物を電極材に含有させるこ
とにより、電極及び電解液中の含有水分により生成する
酸性物質を大幅に減少する事ができ、これは、電極の集
電材の腐食、キャリア材の劣化、電解液の劣化、電解質
の劣化、電池容器の腐食による容器構成金属イオン等に
よる負極の活性低下及び正極の酸化数の低下、電極塗膜
と集電材の密着力の低下等を防止する結果をもたらす。
By including the above-mentioned boron compound in the electrode material, it is possible to greatly reduce the acidic substances produced by the water content in the electrode and the electrolytic solution, which is caused by the corrosion of the electrode current collector and the carrier material. Deterioration, deterioration of electrolyte solution, deterioration of electrolyte, deterioration of negative electrode activity due to metal ions etc. constituting the container due to corrosion of battery container, decrease in oxidation number of positive electrode, decrease in adhesion between electrode coating film and current collector, etc. Bring

【0051】更に、本発明では、電池容器の内部表面の
少なくとも一部が耐酸性熱可塑性樹脂であることが特徴
となっている。該電解液と接触する部分は、代表的には
電池容器の内壁である。該内壁は、例えばステンレスス
チールから作られている。
Further, the present invention is characterized in that at least a part of the inner surface of the battery container is an acid resistant thermoplastic resin. The portion in contact with the electrolytic solution is typically the inner wall of the battery container. The inner wall is made of stainless steel, for example.

【0052】耐酸性熱可塑性樹脂としては、フッ素樹
脂、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリ
ロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体樹脂、ポリ
エステル樹脂等が挙げられる。これらは、2種以上用い
ても良い。
Examples of the acid-resistant thermoplastic resin include fluorine resin, polyolefin resin, polyvinyl chloride resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin, polyester resin and the like. You may use 2 or more types of these.

【0053】フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロ
エチレン(PFTE)、ポリクロロトリフルオロエチレ
ン、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体、テト
ラフルオロエチレン−プロピレン共重合体(FEP)、
ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、パーフルオロアル
コキシフッ化プラスチック(PFA)、テトラフルオロ
エチン−ヘキサクルオロエチレン共重合体等が挙げられ
る。
As the fluororesin, polytetrafluoroethylene (PFTE), polychlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene-ethylene copolymer, tetrafluoroethylene-propylene copolymer (FEP),
Examples thereof include polyvinylidene fluoride (PVDF), perfluoroalkoxyfluorinated plastic (PFA), and tetrafluoroethyne-hexachloroethylene copolymer.

【0054】ポリオレフィン樹脂としては、高密度ポリ
エチレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、プロ
ピレン−エチレン共重合体、ポリブテン−1、ポリメチ
ルペンテン−1等が挙げられる。ポリエステル樹脂とし
ては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブ
チレンテレフタレート(PBT)等が挙げられる。
Examples of the polyolefin resin include high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), propylene-ethylene copolymer, polybutene-1, polymethylpentene-1 and the like. Examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT).

【0055】上記耐酸性熱可塑性樹脂の内でも、フッ素
樹脂が特に好ましい。電解液と接触する部分を上記熱可
塑性樹脂で覆う場合、その被覆層の厚さは、通常100
Åから200μmである。
Among the above acid-resistant thermoplastic resins, fluororesins are particularly preferable. When covering the portion in contact with the electrolytic solution with the thermoplastic resin, the thickness of the coating layer is usually 100.
Å to 200 μm.

【0056】電極以外の電解液と接触する電池部分を上
記熱可塑性樹脂で覆った構成にすることにより、含有水
分による電解質の分解により生成する酸性物質から該接
触部分を保護することができるため、該接触部分がステ
ンレススチール製の場合、該接触部分の構成金属である
ニッケル、クロム、鉄等のイオンの生成、電解液への移
行を防止し、前記負極の活物質としての炭素質物質への
リチウムイオンの吸蔵・放出量を向上でき、かつ負極の
構造劣化を抑制でき、更に非水電解液の劣化を抑制でき
るため、高容量でサイクル寿命の長いリチウム二次電池
とすることができる。
By covering the battery portion other than the electrodes, which is in contact with the electrolytic solution, with the above-mentioned thermoplastic resin, the contact portion can be protected from the acidic substance generated by the decomposition of the electrolyte due to the water content. When the contact portion is made of stainless steel, it prevents the generation of ions of nickel, chromium, iron, etc., which are the constituent metals of the contact portion, and the transfer to the electrolytic solution, and the formation of a carbonaceous substance as the active material of the negative electrode. Since the amount of occlusion / release of lithium ions can be improved, the deterioration of the structure of the negative electrode can be suppressed, and the deterioration of the non-aqueous electrolyte can be suppressed, a lithium secondary battery having a high capacity and a long cycle life can be obtained.

【0057】本発明は、電解液が、ホウ素化合物を含ん
でいること(要件1)、電極材に希士類元素の酸素化合
物を含むこと(要件2)、電極材にホウ素化合物を含む
こと(要件3)、電解液が脱水剤を含んでいること(要
件4)、電極以外の電解液と接触する部分が前記熱可塑
性樹脂で覆われていること(要件5)を特徴とするが、
本発明はそれら各要件単独のみならず、各要件の任意の
組み合せた場合も当然に採用することができ、これら各
組み合わせの場合は、それら各要件単独の場合よりも、
好効果を奏することは、以下の実施例の記載から明らか
である。
In the present invention, the electrolytic solution contains a boron compound (Requirement 1), the electrode material contains an oxygen compound of a rare earth element (Requirement 2), and the electrode material contains a boron compound (Requirement 2). Requirement 3), the electrolytic solution contains a dehydrating agent (Requirement 4), and the portions other than the electrodes that come into contact with the electrolytic solution are covered with the thermoplastic resin (Requirement 5),
The present invention can be naturally adopted not only in each of those requirements alone, but also in any combination of each requirement, and in the case of each of these combinations, than in the case of each of these requirements alone,
It is clear from the description of the examples below that the positive effects are exhibited.

【0058】以下、本発明を実施により詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail by carrying out.

【0059】(実施例1)リチウムコバルト酸化物(L
iCoO2 )粉末80重量%、アセチレンブラック15
重量%及びポリテトラフルオロエチレン粉末5重量%を
混合した後、シートとした。次にこのシートをアルミニ
ウム箔からなる集電体と積層してシート状の正極を作製
した。
(Example 1) Lithium cobalt oxide (L
iCoO 2 ) powder 80% by weight, acetylene black 15
%, And 5% by weight of polytetrafluoroethylene powder were mixed and then made into a sheet. Next, this sheet was laminated with a current collector made of aluminum foil to prepare a sheet-shaped positive electrode.

【0060】又、フェノール樹脂粉末を窒素ガス中にお
いて1700℃で2時間焼成して得られた炭素質物質粉
末98重量%とエチレン−プロピレン共重合体2重量%
を混合し、これをニッケル箔からなる集電体と積層して
負極を作製した。
98% by weight of carbonaceous material powder obtained by firing phenol resin powder in nitrogen gas at 1700 ° C. for 2 hours and 2% by weight of ethylene-propylene copolymer.
Was mixed and laminated with a current collector made of nickel foil to prepare a negative electrode.

【0061】前記正極、ポリプロピレン性多孔質フィル
ムからなるセパレータ及び前記負極をこの順序で積層し
た後、前記負極が外側に位置するように渦巻き状に巻回
して電極群を製造した。
The positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was located on the outer side to manufacture an electrode group.

【0062】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルにLiP
6 を1.0モル溶解した後、電解液中の濃度がホウ素
元素として0.8重量%となるように酸化ホウ素(B2
3 )を添加して、非水電解液を調製した。
Furthermore, LiP was added to 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20).
After 1.0 mol of F 6 was dissolved, boron oxide (B 2 was added so that the concentration in the electrolytic solution was 0.8% by weight as a boron element.
O 3 ) was added to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0063】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0064】(実施例2)実施例1において、B2 3
の代わりに酸化マグネシュウムをその含有量が5重量%
となるように添加した以外は、実施例1と同様にして電
解液を調製し、更にこの電解液を用いてリチウム電池を
組み立てた。
Example 2 In Example 1, B 2 O 3
The content of magnesium oxide is 5% by weight instead of
An electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the above was added so that a lithium battery was assembled using this electrolytic solution.

【0065】(実施例3)実施例1において、更に酸化
マグネシュウムをその含有量が5重量%となるように添
加した以外は、実施例1と同様にして電解液を調製し、
更にこの電解液を用いてリチウム電池を組み立てた。
Example 3 An electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that magnesium oxide was further added so that the content thereof was 5% by weight.
Furthermore, a lithium battery was assembled using this electrolytic solution.

【0066】(比較例1)実施例1において、酸化ホウ
素を用いない以外は、実施例1と同様にして電解液を調
製し、更にこの電解液を用いてリチウム電池を組み立て
た。
Comparative Example 1 An electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that boron oxide was not used, and a lithium battery was assembled using this electrolytic solution.

【0067】実施例1〜3及び比較例1で組み立てたリ
チウム電池を、それぞれ3時間〜35日間放置した後、
電解液を熱水酸化ナトリウム水溶液で分解し、メタノー
ルで希釈した後、イオンクロマトグラフ法で、フッ素イ
オン濃度を測定した。それらの結果を表1に示す。
The lithium batteries assembled in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were left for 3 hours to 35 days, respectively,
The electrolytic solution was decomposed with a hot aqueous sodium hydroxide solution, diluted with methanol, and then the fluorine ion concentration was measured by an ion chromatography method. Table 1 shows the results.

【0068】これらの結果から、ホウ素化合物及び/又
は脱水剤を添加した電解液は、フッ素イオンの生成が抑
制され時間経過と共に大巾に減少することが判る。特
に、ホウ素化合物と脱水剤の二つを添加すると、減少の
程度が増大する。
From these results, it is understood that in the electrolytic solution to which the boron compound and / or the dehydrating agent is added, the production of fluorine ions is suppressed, and the amount is greatly decreased with the passage of time. In particular, the addition of both the boron compound and the dehydrating agent increases the degree of reduction.

【0069】[0069]

【表1】 (実施例4)実施例1で製造した電極群及び比較例1で
調製した電解液を、ステンレススチール製の有底円筒状
容器に収納してリチウム電池を組み立てた。特に、ここ
では図2に示すように、有底円筒状容器1の内壁にポリ
テトラフロオロエチレン(PTFE)を100μm被覆
することによって耐酸性熱可塑性樹脂の内壁保護膜11
を設けた。
[Table 1] Example 4 The lithium battery was assembled by housing the electrode group manufactured in Example 1 and the electrolytic solution prepared in Comparative Example 1 in a bottomed cylindrical container made of stainless steel. In particular, here, as shown in FIG. 2, the inner wall of the bottomed cylindrical container 1 is coated with polytetrafluoroethylene (PTFE) to a thickness of 100 μm to protect the inner wall of the acid-resistant thermoplastic resin.
Was provided.

【0070】(実施例5)比較例1で調製した電解液に
代えて、実施例3で調製した電解液を用いた以外は、実
施例4と同様にしてリチウム電池を組み立てた。
Example 5 A lithium battery was assembled in the same manner as in Example 4 except that the electrolytic solution prepared in Example 3 was used instead of the electrolytic solution prepared in Comparative Example 1.

【0071】実施例4,実施例5及び比較例1で組み立
てたリチウム電池を、それぞれ400mAで10時間放
電した後、炭素質負極粉末を取り出して、王水で抽出
し、抽出液についてICP(誘導結合プラズマ)発光分
析法により汚染金属含有量を測定した。その結果、表2
に示す。
The lithium batteries assembled in Example 4, Example 5 and Comparative Example 1 were each discharged at 400 mA for 10 hours, and then the carbonaceous negative electrode powder was taken out and extracted with aqua regia, and the extract was subjected to ICP (induction). Contaminant metal content was measured by combined plasma) emission spectrometry. As a result, Table 2
Shown in

【0072】この結果から電池容器内壁をPTFEで覆
うことにより、容器構成金属が電解液に溶出されず、負
極に含有しなくなることが判る。そして、ホウ素化合物
及び脱水剤を含有する電解液を用いる場合には、その効
果はより一層顕著となる。
From these results, it is understood that by covering the inner wall of the battery container with PTFE, the metal constituting the container is not eluted into the electrolytic solution and is not contained in the negative electrode. Then, when an electrolytic solution containing a boron compound and a dehydrating agent is used, the effect becomes more remarkable.

【0073】[0073]

【表2】 更に、実施例1〜3及び比較例1で組み立てたリチウム
電池について、50mAの電流で4.2V迄充電し、5
0mAの電流で2.7Vになる迄放電するという充放電
サイクルを繰り返した後、各電池の放電容量とサイクル
寿命を測定した。
[Table 2] Further, the lithium batteries assembled in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were charged up to 4.2 V at a current of 50 mA, and 5
After repeating the charge / discharge cycle of discharging to 2.7 V at a current of 0 mA, the discharge capacity and cycle life of each battery were measured.

【0074】それらの結果を図3に示す。The results are shown in FIG.

【0075】図3から明らかなように、各実施例で組み
立てた電池は、比較例で組み立てた電池に比べて、サイ
クル寿命が大きくなっていることが判る。
As is clear from FIG. 3, the batteries assembled in the respective examples have a longer cycle life than the batteries assembled in the comparative example.

【0076】(実施例6)炭酸リチウム1.05モル、
酸化コバルト1.90モル、酸化第2スズ0.084モ
ルを乳鉢で混合し、650℃で5時間仮焼きした後、空
気中で850℃で12時間焼成する。そして、得られた
組成Li1.03CoSnO2 のリチウムコバルト酸化物を
ボールミル粉砕し、平均粒径3μmの粉末を作成する。
このようにして得られたリチウムコバルト酸化物の粉末
80重量%を、アセチレンブラック15重量%及びポリ
テトラフルオロエチレン粉末5重量%と混合し、イソプ
ロピルアルコールを用いて混練し、ペースト状とし、集
電体となるアルミニウム箔に塗布し、乾燥させ、ロール
プレスを行って、シート状の正極を作製した。
Example 6 1.05 mol of lithium carbonate,
1.90 mol of cobalt oxide and 0.084 mol of stannic oxide are mixed in a mortar, calcined at 650 ° C. for 5 hours, and then calcined in air at 850 ° C. for 12 hours. Then, the obtained lithium cobalt oxide having the composition Li 1.03 CoSnO 2 is ball-milled to prepare a powder having an average particle diameter of 3 μm.
80% by weight of the lithium cobalt oxide powder thus obtained was mixed with 15% by weight of acetylene black and 5% by weight of polytetrafluoroethylene powder, and the mixture was kneaded with isopropyl alcohol to form a paste, and the current was collected. The sheet-shaped positive electrode was produced by applying it to a body aluminum foil, drying it, and performing roll pressing.

【0077】一方、フェノール樹脂粉末を窒素ガス中に
おいて1700℃で2時間焼成した後、ボールミル粉砕
することにより得られた平均粒径3μmの炭素質物質粉
末96重量%とポリテトラフルオロエチレン粉末2重量
%と酸化イットリウム2重量%からなる混合物をイソプ
ロヒルアルコールを用いて混練し、集電体となる銅箔に
塗布し、乾燥させ、ロールプレスを行って、シート状の
負極を作製した。
On the other hand, 96% by weight of carbonaceous material powder having an average particle diameter of 3 μm and 2% by weight of polytetrafluoroethylene powder obtained by firing the phenol resin powder in nitrogen gas at 1700 ° C. for 2 hours and then ball-milling. % And yttrium oxide 2% by weight was kneaded with isoprohill alcohol, applied to a copper foil serving as a current collector, dried, and roll pressed to produce a sheet-shaped negative electrode.

【0078】前記正極、ポリプロピレン性多孔質フィル
ムからなるセパレータ及び前記負極をこの順序で積層し
た後、前記負極が外側に位置するように渦巻き状に巻回
して電極群を製造した。
The positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was located outside, to produce an electrode group.

【0079】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )を1.0モル溶解した
後、さらにHFが溶媒中で1.0モルとなるように添加
して、非水電解液を調製した。
Further, 1.0 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20). Further, HF was further added so as to be 1.0 mol in the solvent to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0080】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolytic solution were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolytic solution lithium secondary battery shown in FIG.

【0081】(実施例7)実施例6で説明した方法で作
製したリチウムコバルト酸化物の粉末80重量%を、ア
セチレンブラック13重量%及びポリテトラフルオロエ
チレン粉末5重量%と酸化イットリウム2重量%を混合
し、イソプロピルアルコールを用いて混練し、ペースト
状とし、集電体となるアルミニウム箔に塗布し、乾燥さ
せ、ロールプレスを行って、シート状の正極を作製し
た。
Example 7 80% by weight of lithium cobalt oxide powder prepared by the method described in Example 6 was mixed with 13% by weight of acetylene black, 5% by weight of polytetrafluoroethylene powder and 2% by weight of yttrium oxide. The mixture was mixed and kneaded with isopropyl alcohol to form a paste, which was applied to an aluminum foil serving as a current collector, dried, and roll-pressed to produce a sheet-shaped positive electrode.

【0082】同様に、実施例6の方法で作製した炭素質
物質粉末96重量%とポリテトラフルオロエチレン粉末
4重量%からなる混合物をイソプロピルアルコールを用
いて混練し、集電体となる銅箔に塗布し、乾燥させ、ロ
ールプレスを行って、シート状の負極を作製した。
Similarly, a mixture of 96% by weight of carbonaceous material powder prepared by the method of Example 6 and 4% by weight of polytetrafluoroethylene powder was kneaded with isopropyl alcohol to form a copper foil as a current collector. A sheet-shaped negative electrode was prepared by applying, drying and roll pressing.

【0083】前記正極、ポリプロピレン性多孔質フィル
ムからなるセパレータ及び前記負極をこの順序で積層し
た後、前記負極が外側に位置するように渦巻き状に巻回
して電極群を製造した。
The positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was located on the outer side to manufacture an electrode group.

【0084】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )を1.0モル溶解した
後、さらにHFが溶媒中で1.0モルとなるように添加
して、非水電解液を調製した。
Further, 1.0 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2 dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20). Further, HF was further added so as to be 1.0 mol in the solvent to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0085】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0086】(実施例8)実施例6の方法で負極を作製
し、実施例7の方法で正極を作製した。そして、実施例
6や実施例7と同様に、前記正極、ポリプロピレン性多
孔質フィルムからなるセパレータ及び前記負極をこの順
序で積層した後、前記負極が外側に位置するように渦巻
き状に巻回して電極群を製造した。
Example 8 A negative electrode was produced by the method of Example 6 and a positive electrode was produced by the method of Example 7. Then, as in Example 6 and Example 7, the positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was located outside. An electrode group was manufactured.

【0087】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )を1.0モル溶解した
後、さらにHFが溶媒中で1.0モルとなるように添加
して、非水電解液を調製した。
Further, 1.0 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2 dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20). Further, HF was further added so as to be 1.0 mol in the solvent to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0088】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0089】(比較例2)実施例6の方法で正極を作製
し、実施例7の方法で負極を作製した。つまり、酸化イ
ットリウムは用いない。そして、実施例6や実施例7と
同様に、前記正極、ポリプロピレン性多孔質フィルムか
らなるセパレータ及び前記負極をこの順序で積層した
後、前記負極が外側に位置するように渦巻き状に巻回し
て電極群を製造した。
Comparative Example 2 A positive electrode was manufactured by the method of Example 6 and a negative electrode was manufactured by the method of Example 7. That is, yttrium oxide is not used. Then, as in Example 6 and Example 7, the positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was located outside. An electrode group was manufactured.

【0090】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )を1.0モル溶解した
後、さらにHFが溶媒中で1.0モルとなるように添加
して、非水電解液を調製した。
Further, 1.0 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2 dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20). Further, HF was further added so as to be 1.0 mol in the solvent to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0091】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0092】(比較例3)実施例6の方法で電極群を作
製した。そして、エチレンカーボネート、プロピレンカ
ーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒(混
合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ化リ
ン酸リチウムを2.0モル溶解した後、さらにHFが溶
媒中で1.0モルとなるように添加して、非水電解液を
調製した。
(Comparative Example 3) An electrode group was prepared by the method of Example 6. Then, after dissolving 2.0 mol of lithium hexafluorophosphate in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20), HF was further dissolved in the solvent. A non-aqueous electrolytic solution was prepared by adding it so as to be 1.0 mol.

【0093】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0094】実施例6、7、8及び比較例2、3で組み
立てたリチウム電池につき、それぞれ50mVの電流で
4.2Vまで充電し、50mVの電流で2.7Vになる
まで放電するという充放電サイクルを500回繰り返し
た後、負極と正極を分離し、それぞれにメタノールを添
加し、更に水を添加して100℃で2時間加熱後、室温
まで冷却する。更にフィルターで熱水可溶性成分と不溶
性成分を分離した。
The lithium batteries assembled in Examples 6, 7, and 8 and Comparative Examples 2 and 3 were charged and discharged by charging each with a current of 50 mV to 4.2 V and discharging with a current of 50 mV to 2.7 V. After repeating the cycle 500 times, the negative electrode and the positive electrode are separated, methanol is added to each, water is further added, and the mixture is heated at 100 ° C. for 2 hours and then cooled to room temperature. Further, a hot water soluble component and an insoluble component were separated by a filter.

【0095】熱水可溶性成分については、負極、正極と
もにFはイオンクロマトグラフ法で、また、Coを正極
についてのみICP(誘導結合プラズマ)発光分析法で
定量した。
Regarding the hot water-soluble component, F was quantified by an ion chromatographic method for both the negative electrode and the positive electrode, and Co was quantified only for the positive electrode by ICP (inductively coupled plasma) emission spectrometry.

【0096】不溶性成分については、負極は王水で抽出
後、Al,Cu,Cr,Fe,Ni,Coを、正極は硝
酸分解後、Al,Cu,Cr,Fe,NiをそれぞれI
CP発光分析法により、汚染金属量を定量した。負極の
金属汚染量及び熱水可溶性成分定量結果を表3に、正極
の金属汚染量及び熱水可溶性成分定量結果を表4に示
す。
Regarding the insoluble component, the negative electrode was extracted with aqua regia and Al, Cu, Cr, Fe, Ni and Co were extracted, and the positive electrode was decomposed with nitric acid and then Al, Cu, Cr, Fe and Ni were added to I.
The amount of contaminant metals was quantified by CP emission spectrometry. Table 3 shows the metal contamination amount and the hot water-soluble component quantification result of the negative electrode, and Table 4 shows the metal contamination amount and the hot water-soluble component quantification result of the positive electrode.

【0097】[0097]

【表3】 [Table 3]

【表4】 これらの結果から、希士類化合物を添加した負極及び正
極は、金属の溶出と電解液のフッ素イオンの生成が抑制
され、時間の経過によつても増加しないことがわかる。
また、LiPF6 の溶媒中における濃度が適量である場
合も同様な結果が得られた。
[Table 4] From these results, it is understood that the negative electrode and the positive electrode to which the rare compound is added have the metal elution and the generation of fluorine ions in the electrolytic solution suppressed, and do not increase with the passage of time.
Also, similar results were obtained when the concentration of LiPF 6 in the solvent was appropriate.

【0098】更に、実施例6、7、8及び比較例2、3
で組み立てたリチウム電池について50mAの電流で
4.2Vまで充電し、50mAの電流で2.7Vになる
まで放電するという充放電サイクルを繰り返した後、各
電池の放電容量とサイクル寿命を測定した。その結果を
図4に示す。
Further, Examples 6, 7 and 8 and Comparative Examples 2 and 3
After repeating the charge-discharge cycle of charging the lithium battery assembled in (1) to 4.2 V at a current of 50 mA and discharging it to 2.7 V at a current of 50 mA, the discharge capacity and cycle life of each battery were measured. FIG. 4 shows the results.

【0099】図4から明らかなように、実施例で組み立
てた電池は比較例で組み立てた電池に比べて、サイクル
寿命が大きくなつていることがわかる。
As is clear from FIG. 4, the battery assembled in the example has a longer cycle life than the battery assembled in the comparative example.

【0100】(実施例9)炭酸リチウム1.05モル、
酸化コバルト1.90モル、酸化第2スズ0.084モ
ルを乳鉢で混合し、650℃で5時間仮焼きした後、空
気中で850℃で12時間焼成する。そして、得られた
組成Li1.03CoSnO2 のリチウムコバルト酸化物を
ボールミル粉砕し、平均粒径3μmの粉末を作成する。
このようにして得られたリチウムコバルト酸化物の粉末
80重量%を、アセチレンブラック15重量%及びポリ
テトラフルオロエチレン粉末5重量%と混合し、イソプ
ロピルアルコールを用いて混練し、ペースト状とし、集
電体となるアルミニウム箔に塗布し、乾燥させ、ロール
プレスを行って、シート状の正極を作製した。
Example 9 1.05 mol of lithium carbonate,
1.90 mol of cobalt oxide and 0.084 mol of stannic oxide are mixed in a mortar, calcined at 650 ° C. for 5 hours, and then calcined in air at 850 ° C. for 12 hours. Then, the obtained lithium cobalt oxide having the composition Li 1.03 CoSnO 2 is ball-milled to prepare a powder having an average particle diameter of 3 μm.
80% by weight of the lithium cobalt oxide powder thus obtained was mixed with 15% by weight of acetylene black and 5% by weight of polytetrafluoroethylene powder and kneaded with isopropyl alcohol to form a paste, The sheet-shaped positive electrode was produced by applying it to a body aluminum foil, drying it, and performing roll pressing.

【0101】一方、フェノール樹脂粉末を窒素ガス中に
おいて1700℃で2時間焼成した後、ボールミル粉砕
することにより得られた平均粒径3μmの炭素質物質粉
末96重量%とポリテトラフルオロエチレン粉末2重量
%と酸化ホウ素2重量%からなる混合物をイソプロピル
アルコールを用いて混練し、集電体となる銅箔に塗布
し、乾燥させ、ロールプレスを行って、シート状の負極
を作製した。
On the other hand, 96% by weight of carbonaceous material powder having an average particle diameter of 3 μm and 2% by weight of polytetrafluoroethylene powder obtained by firing the phenol resin powder in nitrogen gas at 1700 ° C. for 2 hours and then ball-milling. % Of boron oxide and 2% by weight of boron oxide were kneaded with isopropyl alcohol, applied on a copper foil serving as a current collector, dried, and roll-pressed to produce a sheet-shaped negative electrode.

【0102】前記正極、ポリプロピレン性多孔質フィル
ムからなるセパレータ及び前記負極をこの順序で積層し
た後、前記負極が外側に位置するように渦巻き状に巻回
して電極群を製造した。
The positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was positioned on the outer side to manufacture an electrode group.

【0103】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )を1.0モル溶解した
後、さらにHFが溶媒中で1.0モルとなるように添加
して、非水電解液を調製した。
Further, 1.0 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20). Further, HF was further added so as to be 1.0 mol in the solvent to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0104】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0105】(実施例10)炭酸リチウム1.05モ
ル、酸化コバルト1.90モル、酸化第2スズ0.08
4モルを乳鉢で混合し、650℃で5時間仮焼きした
後、空気中で850℃で12時間焼成する。そして、得
られた組成Li1.03CoSnO2 のリチウムコバルト酸
化物をボールミル粉砕し、平均粒径3μmの粉末を作成
する。このようにして得られたリチウムコバルト酸化物
の粉末80重量%を、アセチレンブラック13重量%及
びポリテトラフルオロエチレン粉末5重量%と酸化ホウ
素2重量%を混合し、イソプロピルアルコールを用いて
混練し、ペースト状とし、集電体となるアルミニウム箔
に塗布し、乾燥させ、ロールプレスを行って、シート状
の正極を作製した。
(Example 10) Lithium carbonate 1.05 mol, cobalt oxide 1.90 mol, and stannic oxide 0.08 mol.
4 mol is mixed in a mortar, calcined at 650 ° C. for 5 hours, and then calcined in air at 850 ° C. for 12 hours. Then, the obtained lithium cobalt oxide having the composition Li 1.03 CoSnO 2 is ball-milled to prepare a powder having an average particle diameter of 3 μm. 80 wt% of the lithium cobalt oxide powder thus obtained was mixed with 13 wt% of acetylene black, 5 wt% of polytetrafluoroethylene powder and 2 wt% of boron oxide, and kneaded with isopropyl alcohol. A sheet-shaped positive electrode was prepared by forming a paste, applying it to an aluminum foil serving as a current collector, drying it, and performing roll pressing.

【0106】一方、フェノール樹脂粉末を窒素ガス中に
おいて1700℃で2時間焼成した後、ボールミル粉砕
することにより得られた平均粒径3μmの炭素質物質粉
末96重量%とポリテトラフルオロエチレン粉末4重量
%からなる混合物をイソプロピルアルコールを用いて混
練し、集電体となる銅箔に塗布し、乾燥させ、ロールプ
レスを行って、シート状の負極を作製した。
On the other hand, 96% by weight of carbonaceous material powder having an average particle size of 3 μm and 4% by weight of polytetrafluoroethylene powder obtained by firing the phenol resin powder in nitrogen gas at 1700 ° C. for 2 hours and then ball-milling. % Of the mixture was kneaded with isopropyl alcohol, applied to a copper foil serving as a current collector, dried, and roll-pressed to produce a sheet-shaped negative electrode.

【0107】前記正極、ポリプロピレン性多孔質フィル
ムからなるセパレータ及び前記負極をこの順序で積層し
た後、前記負極が外側に位置するように渦巻き状に巻回
して電極群を製造した。
The positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was located on the outer side to manufacture an electrode group.

【0108】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )を1.0モル溶解した
後、さらにHFが溶媒中で1.0モルとなるように添加
して、非水電解液を調製した。
Further, 1.0 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2 dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20). Further, HF was further added so as to be 1.0 mol in the solvent to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0109】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0110】(実施例11)実施例9の方法で負極を作
製し、実施例10の方法で正極を作製した。そして、実
施例9や実施例10と同様に、前記正極、ポリプロピレ
ン性多孔質フィルムからなるセパレータ及び前記負極を
この順序で積層した後、前記負極が外側に位置するよう
に渦巻き状に巻回して電極群を製造した。
(Example 11) A negative electrode was manufactured by the method of Example 9 and a positive electrode was manufactured by the method of Example 10. Then, as in Example 9 and Example 10, the positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was located outside. An electrode group was manufactured.

【0111】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )を1.0モル溶解した
後、さらにHFが溶媒中で1.0モルとなるように添加
して、非水電解液を調製した。
Further, 1.0 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane (mixing volume ratio 40:40:20). Further, HF was further added so as to be 1.0 mol in the solvent to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0112】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0113】(比較例4)実施例9の方法で正極を作製
し、実施例10の方法で負極を作製した。つまり、酸化
ホウ素や希土類酸化物は用いない。そして、実施例9や
実施例10と同様に、前記正極、ポリプロピレン性多孔
質フィルムからなるセパレータ及び前記負極をこの順序
で積層した後、前記負極が外側に位置するように渦巻き
状に巻回して電極群を製造した。
Comparative Example 4 A positive electrode was manufactured by the method of Example 9 and a negative electrode was manufactured by the method of Example 10. That is, boron oxide or rare earth oxide is not used. Then, as in Example 9 and Example 10, the positive electrode, the separator made of a polypropylene porous film, and the negative electrode were laminated in this order, and then spirally wound so that the negative electrode was located outside. An electrode group was manufactured.

【0114】更に、エチレンカーボネート、プロピレン
カーボネート及び1,2ジメトキシエタンの混合溶媒
(混合体積比率40:40:20)1リットルに六フッ
化リン酸リチウム(LiPF6 )を1.0モル溶解した
後、さらにHFが溶媒中で1.0モルとなるように添加
して、非水電解液を調製した。
Further, 1.0 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate and 1,2 dimethoxyethane (mixed volume ratio 40:40:20). Further, HF was further added so as to be 1.0 mol in the solvent to prepare a non-aqueous electrolytic solution.

【0115】前記電極群及び前記非水電解液をステンレ
ススチール製の有底円筒状容器内に収納して前述した図
1に示す非水電解液リチウム二次電池を組み立てた。
The electrode group and the non-aqueous electrolyte were housed in a stainless steel bottomed cylindrical container to assemble the non-aqueous electrolyte lithium secondary battery shown in FIG.

【0116】実施例9〜11及び比較例4で組み立てた
リチウム電池を、それぞれ1時間から5日放置した後、
炭素質負極粉末を取り出して、王水で抽出し,ICP発
光分析法より汚染金属量を測定した。更に電極を取り除
いた電解液を熱水酸化ナトリウム水溶液で分解し、メタ
ノールで希釈した後、イオンクロマトグラフ法でフッ素
イオン濃度を測定した。その結果を表5に示す。
The lithium batteries assembled in Examples 9 to 11 and Comparative Example 4 were allowed to stand for 1 hour to 5 days, and
The carbonaceous negative electrode powder was taken out and extracted with aqua regia, and the amount of contaminating metal was measured by ICP emission spectrometry. Further, the electrolytic solution from which the electrodes were removed was decomposed with a hot sodium hydroxide aqueous solution, diluted with methanol, and then the fluorine ion concentration was measured by an ion chromatography method. Table 5 shows the results.

【0117】[0117]

【表5】 さらに実施例9〜11及び比較例4で組み立てたリチウ
ム電池を、それぞれ1時間から5日放置した後、LiC
oO2 を含む正極を取り出して、硝酸分解後ICP発光
分析法より汚染金属量を測定した。その結果を表5に示
す。
[Table 5] Further, the lithium batteries assembled in Examples 9 to 11 and Comparative Example 4 were each left for 1 hour to 5 days, and then LiC was added.
The positive electrode containing oO 2 was taken out, and after decomposing nitric acid, the amount of contaminating metal was measured by ICP emission spectrometry. Table 5 shows the results.

【0118】これらの結果から、ホウ素を添加した負極
及び正極は金属の溶出と電解液のフッ素イオンの生成が
抑制され、時間の経過によっても増加しないことがわか
る。
From these results, it is understood that the negative electrode and the positive electrode to which boron is added suppress the elution of metal and the production of fluorine ions in the electrolytic solution, and do not increase with the passage of time.

【0119】更に実施例9、10、11及び比較例4で
組み立てたリチウム電池について50mAの電流で4.
2Vまで充電し,50mAの電流で2.7Vになるまで
放電するという充放電サイクルを繰り返した後、各電池
の放電容量とサイクル寿命を測定した。その結果を図5
に示す。
Further, the lithium batteries assembled in Examples 9, 10, 11 and Comparative Example 4 were tested at a current of 50 mA.
After repeating the charge / discharge cycle of charging to 2 V and discharging to 2.7 V at a current of 50 mA, the discharge capacity and cycle life of each battery were measured. The result is shown in FIG.
Shown in

【0120】図5から明らかなように、実施例で組み立
てた電池は比較例で組み立てた電池に比べて、サイクル
寿命が大きくなっていることがわかる。
As is apparent from FIG. 5, the battery assembled in the example has a longer cycle life than the battery assembled in the comparative example.

【0121】[0121]

【発明の効果】本発明は、電解液がホウ素化合物及び電
池電極にホウ素化合物や希土類元素の酸素化合物を含む
ことにより、含有水の作用により生成する酸化物質、特
にフッ化水素酸による影響を抑制でき、電解液が脱水剤
を含むことにより含有水による諸弊害を排除でき、電池
容器の内壁を被覆保護することにより該容器の金属の溶
出を抑制できる。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention suppresses the influence of an oxidizing substance generated by the action of contained water, particularly hydrofluoric acid, by containing a boron compound and an oxygen compound of a rare earth element in the battery electrode and the battery electrode. In addition, since the electrolytic solution contains a dehydrating agent, various adverse effects due to the contained water can be eliminated, and by coating and protecting the inner wall of the battery container, the elution of metal in the container can be suppressed.

【0122】更に、これらの改善に伴って、リチウム電
池の特性を劣化することなく、高容量でサイクル寿命を
大巾に延長にすることができる。
Further, along with these improvements, the cycle life can be greatly extended with a high capacity without deteriorating the characteristics of the lithium battery.

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

【図1】本発明に係るリチウム電池の一部断面正面図で
ある。
FIG. 1 is a partially sectional front view of a lithium battery according to the present invention.

【図2】本発明に係る別のリチウム電池の一部断面正面
図である。
FIG. 2 is a partially sectional front view of another lithium battery according to the present invention.

【図3】本発明に係るリチウム電池の充放電サイクルと
充電容量との関係を示す特性図である。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the relationship between the charge / discharge cycle and the charge capacity of the lithium battery according to the present invention.

【図4】本発明に係るリチウム電池の他の例の充放電サ
イクルと充電容量との関係を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a charge / discharge cycle and a charge capacity of another example of the lithium battery according to the present invention.

【図5】本発明に係るリチウム電池の更に他の例の充放
電サイクルと充電容量との関係を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing a relationship between charge and discharge cycles and charge capacity of still another example of the lithium battery according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 容器 3 電極群 4 正極 5 セパレータ 6 負極 8 封止板 9 正極端子 11 内壁保護膜 1 Container 3 Electrode Group 4 Positive Electrode 5 Separator 6 Negative Electrode 8 Sealing Plate 9 Positive Electrode Terminal 11 Inner Wall Protection Film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 勝 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 矢吹 元央 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 遠藤 博 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 東芝リ サーチコンサルティング株式会社内 (72)発明者 酒井 公人 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 松本 友香 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 (72)発明者 佐々木 秀幸 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1 株式会 社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Katsu Hayashi 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock R & D Center, Toshiba Corporation (72) Inventor Motoo Yabuki Toshiba, Komukai-shi, Kawasaki-shi, Kanagawa Machi 1 Co., Ltd., Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Hiroshi Endo Komukai, Kouki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa 1 Toshiba-cho, Toshiba Research Consulting Co., Ltd. Muko Toshiba Town 1 Co., Ltd. Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Tomoka Matsumoto Komukai Toshiba Town, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture 1 Kobayashi Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Hideyuki Sasaki Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Komukai Toshiba-cho 1 Ward Stock Company Toshiba Research and Development Center

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フッ素化合物及び塩素化合物から選ばれ
る少なくとも一種を含有する電解液を有するリチウム電
池において、前記電解液中にホウ素化合物を含有するこ
とを特徴とするリチウム電池。
1. A lithium battery having an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound, wherein the electrolytic solution contains a boron compound.
【請求項2】 フッ素化合物及び塩素化合物から選ばれ
る少なくとも一種を含有する電解液を有するリチウム電
池において、前記電解液中に脱水剤を含有することを特
徴とするリチウム電池。
2. A lithium battery having an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound, wherein the electrolytic solution contains a dehydrating agent.
【請求項3】 容器内にフッ素化合物及び塩素化合物か
ら選ばれる少なくとも一種を含有する電解液を有するリ
チウム電池において、前記容器内表面が耐酸性熱可塑性
樹脂であることを特徴とするリチウム電池。
3. A lithium battery having an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound in a container, wherein the container inner surface is an acid resistant thermoplastic resin.
【請求項4】 フッ素化合物及び塩素化合物から選ばれ
る少なくとも一種を含有する電解液と、前記電解液に浸
された正極及び負極からなるリチウム電池において、前
記正極がホウ素化合物を含有することを特徴とするリチ
ウム電池。
4. A lithium battery comprising an electrolytic solution containing at least one selected from a fluorine compound and a chlorine compound, and a positive electrode and a negative electrode immersed in the electrolytic solution, wherein the positive electrode contains a boron compound. Lithium battery.
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