JPH09312171A - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

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JPH09312171A
JPH09312171A JP8151574A JP15157496A JPH09312171A JP H09312171 A JPH09312171 A JP H09312171A JP 8151574 A JP8151574 A JP 8151574A JP 15157496 A JP15157496 A JP 15157496A JP H09312171 A JPH09312171 A JP H09312171A
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acid ester
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智一 吉田
Maruo Jinno
丸男 神野
Hiroshi Watanabe
浩志 渡辺
Toshiyuki Noma
俊之 能間
Koji Nishio
晃治 西尾
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】本発明電池は、非水電解液の溶媒として、
式:R1 OCOOR2 〔式中、R1 及びR2 は、両方又
は一方が、水素原子の一部又は全部がハロゲン原子で置
換されていてもよい、C=C二重結合を少なくとも1個
有する炭素数2〜4の1価の炭化水素基である。但し、
1 及びR2 の両方が前記炭化水素基である場合は、R
1 及びR2 は、互いに、同一であってもよく、異なって
いてもよい。また、R1 又はR2 の一方のみが前記炭化
水素基である場合の他方の基は、置換基を有していても
よい炭素数1〜4のアルキル基である。〕で表される非
環状炭酸エステルを用いている。 【効果】本発明電池は、非水電解液の溶媒として特定の
非環状炭酸エステルを用いているので、充電保存特性に
優れる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は非水電解液二次電池
に係わり、詳しくは充電状態で保存した場合に保存後に
放電容量が低下しにくい、すなわち充電状態での保存特
性(以下、「充電保存特性」と称する)に優れる非水電
解液二次電池を提供することを目的とした、非水電解液
の溶媒の改良に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
リチウム二次電池に代表される非水電解液二次電池が、
従前のアルカリ二次電池に代わる新たな二次電池とし
て、注目されている。電解液の溶媒として非水溶媒を使
用する非水電解液二次電池では、アルカリ水溶液を使用
するアルカリ二次電池と異なり、電圧設計上、水の分解
電圧を考慮する必要がないために、正極及び負極の材料
を適宜選ぶことにより、高電圧・高エネルギー密度な電
池を得ることができる。
【0003】ところで、従来は、非水電解液の溶媒とし
て、主に、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネ
ート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、
スルホラン、γ−ブチロラクトン、ジメチルカーボネー
ト、ジエチルカーボネート、1,2−ジメトキエタン、
テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン又はこれら
の混合物が用いられていた。
【0004】しかしながら、従来の非水電解液二次電池
には、その電池電圧が一般に3V以上と高いことに起因
して、正極又は負極と非水電解液とが反応して非水電解
液(溶媒)の分解が起こるため、保存特性、とりわけ充
電保存特性が良くないという問題があった。
【0005】そこで、最近、非水電解液の分解を抑制す
るべく、溶媒として、水素原子の一部をアルキル基で置
換した特定のアルキル化環状炭酸エステル(特開平5−
299117号公報及び特開平5−290882号公
報)や、水素原子の一部をハロゲン原子で置換した特定
のハロゲン化エーテル又はハロゲン化エステル(特開平
5−198316号公報)を用いることが提案されてい
る。これらは、いずれも還元性の強いリチウムに対して
化学的及び電気化学的に安定な溶媒を用いることによ
り、充電保存特性を改善せんとするものである。
【0006】しかしながら、これらの溶媒を用いても、
充電保存特性を充分に改善するには至っていないのが実
情である。
【0007】したがって、本発明は、充電保存特性に極
めて優れた非水電解液二次電池を提供することを目的と
する。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る非水電解液二次電池(本発明電池)にお
いては、非水電解液の溶媒として、式:R1 OCOOR
2 〔式中、R1 及びR2 は、両方又は一方が、水素原子
の一部又は全部がハロゲン原子で置換されていてもよ
い、C=C二重結合を少なくとも1個有する炭素数2〜
4の1価の炭化水素基である。但し、R1 及びR2 の両
方が前記炭化水素基である場合は、R1 及びR2 は、互
いに、同一であってもよく、異なっていてもよい。ま
た、R1 又はR2 の一方のみが前記炭化水素基である場
合は、他方の基は、置換基を有していてもよい炭素数1
〜4のアルキル基である。〕で表される非環状炭酸エス
テルが用いられている。上記炭素数1〜4のアルキル基
が有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子が例
示される。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明における非環状炭酸エステ
ルの具体例としては、式:R1 OCOOR2中のR1
びR2 が表1に示す如き1価基である非環状炭酸エステ
ル(A)〜(M)が挙げられる。
【0010】
【表1】
【0011】本発明における非環状炭酸エステルは、一
種単独を使用してもよく、必要に応じて二種以上を混合
使用してもよい。また、本発明における非環状炭酸エス
テルは、これを単独使用してもよいが、エチレンカーボ
ネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブ
チレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート
(VC)などの環状炭酸エステル(高誘電率溶媒)の一
種又は二種以上との混合形態で使用した方が、非水電解
液の電導度が高くなるので好ましい。混合形態で使用す
る場合の上記非環状炭酸エステルと上記環状炭酸エステ
ルとの好適な混合比は、体積比で5:95〜70:30
である。環状炭酸エステルの比率が95体積%より高く
なると非水電解液の粘度が高くなり、一方、環状炭酸エ
ステルの比率が30体積%より低くなると非水電解液の
誘電率が低くなり、いずれの場合も電導度が低下する。
【0012】本発明電池の負極材料は特に限定されな
い。負極材料としては、金属(金属リチウムなど)、合
金(リチウム−アルミニウム合金、リチウム−錫合金、
リチウム−鉛合金など)、黒鉛型結晶構造を有する炭素
材料(黒鉛、コークス、有機物焼成体など)が例示され
る。充放電サイクル特性に特に優れた非水電解液二次電
池を得るためには、格子面(002)の面間隔
(d002 )が3.35〜3.37Åであり、且つc軸方
向の結晶子の大きさ(Lc)が150Å以上である黒鉛
型結晶構造を有する炭素材料を使用することが好まし
い。
【0013】本発明をリチウム二次電池に適用する場合
の非水電解液の溶質としては、LiPF6 、LiB
4 、LiClO4 、LiCF3 SO3 、LiAs
6 、LiN(CF3 SO2 2 及びLiSO3 (CF
2 3 CF3 が例示されるが、特にこれらに限定されな
い。
【0014】また、本発明をリチウム二次電池に適用す
る場合の正極活物質としては、LiCoO2 、LiNi
2 、LiMnO2 、LiMn2 4 、LiVO2 及び
LiNbO2 が例示されるが、これも特に限定されな
い。
【0015】上述の如く、本発明電池は、特定の非環状
炭酸エステルを非水電解液の溶媒として使用しているの
で、充電保存特性に優れる。
【0016】本発明の適用対象の代表例はリチウム二次
電池であるが、本発明は広く非水電解液二次電池に適用
可能である。
【0017】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して
実施することが可能なものである。
【0018】(実験1) (実施例1〜14) 〔正極の作製〕正極活物質としての平均粒径5μmのL
iCoO2 粉末90重量部と、導電剤としての人造黒鉛
粉末5重量部と、PVdF(ポリフッ化ビニリデン)5
重量部のNMP(N−メチル−2−ピロリドン)溶液と
を混練してスラリーを調製した。このスラリーをドクタ
ーブレード法により正極集電体としてのアルミニウム箔
の両面に塗布し、150°Cで2時間真空乾燥して、各
面に厚さ50μmの正極合剤層を有する極板を作製し
た。この極板を圧延して、厚さ0.100mm、幅40
mm、長さ280mmの帯状の正極を作製した。
【0019】〔負極の作製〕平均粒径20μmの天然黒
鉛粉末(Lc>1000Å;d002 =3.35Å)95
重量部とPVdF5重量部のNMP溶液とを混練してス
ラリーを調製した。このスラリーをドクターブレード法
により負極集電体としての銅箔の両面に塗布し、150
°Cで2時間真空乾燥して、各面に厚さ50μmの負極
合剤層を有する極板を作製した。これらの極板を圧延し
て、厚さ0.100mm、幅42mm、長さ300mm
の帯状の負極を作製した。
【0020】〔非水電解液の調製〕エチレンカーボネー
トと表2に示す非環状炭酸エステルとの体積比1:1の
混合溶媒に、LiPF6 (ヘキサフルオロリン酸リチウ
ム)を1M(モル/リットル)溶かして、非水電解液を
調製した。表2中の(A)〜(M)は、それぞれ表1中
の非環状炭酸エステル(A)〜(M)である。
【0021】
【表2】
【0022】〔リチウム二次電池の作製〕上記した正
極、負極及び非水電解液を用いて、正極容量が負極容量
よりも小さいAAサイズのリチウム二次電池(本発明電
池)A1〜A14を作製した。なお、セパレータには、
リチウムイオン透過性を有するポリプロピレン製の微多
孔膜を使用した。
【0023】(比較例1)非水電解液の溶媒として、エ
チレンカーボネートとジエチルカーボネートとの体積比
1:1の混合溶媒を使用したこと以外は実施例1〜14
と同様にして、比較電池B1を作製した。
【0024】(比較例2)非水電解液の溶媒として、エ
チレンカーボネートとCH3 OCOOCF3 との体積比
1:1の混合溶媒を使用したこと以外は実施例1〜14
と同様にして、比較電池B2を作製した。
【0025】(比較例3)非水電解液の溶媒として、ジ
メチルカーボネート(DMC)と4,4,5,5−テト
ラメチル−1,3−ジオキソラン−2−オンとの体積比
1:1の混合溶媒を使用したこと以外は実施例1〜14
と同様にして、比較電池B3を作製した。
【0026】〈各電池の充電保存特性〉各電池を、室温
(25°C)にて、200mAで4.2Vまで充電した
後、200mAで2.75Vまで放電して、保存前の放
電容量C1を求めた。次いで、これらの放電後の各電池
を、200mAで4.2Vまで充電し、60°Cで20
日間保存した後、200mAで2.75Vまで放電し
て、保存後の放電容量C2を求めた。保存前の放電容量
C1及び保存後の放電容量C2の各値を、下式に代入し
て、容量残存率を求めた。結果を先の表2に示す。
【0027】 容量残存率(%)=(C2/C1)×100
【0028】表2より、本発明電池A1〜A14は、比
較電池B1〜B3に比べて、容量残存率が高く、充電保
存特性に優れていることが分かる。
【0029】(実験2) (実施例15〜25)エチレンカーボネートと非環状炭
酸エステル(G)との体積比99:1、95:5、9
0:10、80:20、70:30、60:40、4
0:60、30:70、20:80、10:90、0:
100(非環状炭酸エステル(G)単独)の混合溶媒
に、LiPF6 (ヘキサフルオロリン酸リチウム)を1
M(モル/リットル)溶かして、非水電解液を調製し
た。次いで、これらの各非水電解液を用いたこと以外は
実施例1〜14と同様にして、順に本発明電池A15〜
A25を作製した。
【0030】(比較例4)非水電解液の溶媒として、エ
チレンカーボネートを単独使用したこと以外は実施例1
〜14と同様にして、比較電池B4を作製した。但し、
エチレンカーボネートは常温で固体であるので、非水電
解液は、エチレンカーボネートの加熱溶融液にLiPF
6 を1M溶かして調製した。
【0031】〈各電池の充電保存特性〉各電池の容量残
存率を、実験1と同じ方法で求めた。結果を表3及び図
1に示す。図1は、溶媒中の非環状炭酸エステル(G)
の比率と充電保存特性の関係を、縦軸に容量残存率
(%)を、横軸に溶媒中の非環状炭酸エステル(G)の
体積%をとって示したグラフである。なお、表3及び図
1には、本発明電池A7の結果も表2より転記して示し
てある。
【0032】
【表3】
【0033】表3及び図1に示すように、本発明電池A
7,A15〜A25は、比較電池B4に比べて、容量残
存率が高く、充電保存特性に優れており、なかでも本発
明電池A7,A16〜A22は、充電保存特性に特に優
れている。この事実から、非環状炭酸エステルと環状炭
酸エステルとを混合形態で使用する場合は、非環状炭酸
エステルを5〜70体積%、環状炭酸エステルを95〜
30体積%とすることが好ましいことが分かる。
【0034】(実験3) (実施例26〜29)非水電解液の溶媒として、プロピ
レンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(B
C)、ビニレンカーボネート(VC)又はγ−ブチロラ
クトン(γ−BL)と、非環状炭酸エステル(G)との
体積比1:1の混合溶媒に、LiPF6 を1M溶かし
て、非水電解液を調製した。次いで、これらの各非水電
解液を用いたこと以外は実施例1〜14と同様にして、
本発明電池A26〜A29を作製した。
【0035】〈各電池の充電保存特性〉各電池の容量残
存率を、実験1と同じ方法で求めた。結果を表4に示
す。表4には、本発明電池A7の結果も表2より転記し
て示してある。
【0036】
【表4】
【0037】表4に示すように、本発明電池A7,A2
6〜A28は、本発明電池A29に比べて、容量残存率
が高く、充電保存特性に優れている。この事実から、非
環状炭酸エステルを他の溶媒との混合形態で使用する場
合は、他の溶媒として環状炭酸エステルを用いることが
好ましいことが分かる。
【0038】
【発明の効果】本発明電池は、非水電解液の溶媒として
特定の非環状炭酸エステルを用いているので、充電保存
特性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】溶媒中の非環状炭酸エステルの比率と充電保存
特性の関係を示したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能間 俊之 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非水電解液の溶媒として、式:R1 OCO
    OR2 〔式中、R1 及びR2 は、両方又は一方が、水素
    原子の一部又は全部がハロゲン原子で置換されていても
    よい、C=C二重結合を少なくとも1個有する炭素数2
    〜4の1価の炭化水素基である。但し、R1 及びR2
    両方が前記炭化水素基である場合は、R1 及びR2 は、
    互いに、同一であってもよく、異なっていてもよい。ま
    た、R1 又はR2 の一方のみが前記炭化水素基である場
    合の他方の基は、置換基を有していてもよい炭素数1〜
    4のアルキル基である。〕で表される非環状炭酸エステ
    ルが用いられていることを特徴とする非水電解液二次電
    池。
  2. 【請求項2】前記非水電解液の溶媒が、前記非環状炭酸
    エステルと、エチレンカーボネート、プロピレンカーボ
    ネート、ブチレンカーボネート及びビニレンカーボネー
    トよりなる群から選ばれた少なくとも一種の環状炭酸エ
    ステルとの混合溶媒である請求項1記載の非水電解液二
    次電池。
  3. 【請求項3】前記非水電解液の溶媒が、前記非環状炭酸
    エステル5〜70体積%と、エチレンカーボネート、プ
    ロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート及びビニ
    レンカーボネートよりなる群から選ばれた少なくとも一
    種の環状炭酸エステル95〜30体積%との混合溶媒で
    ある請求項1記載の非水電解液二次電池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0996187A1 (en) * 1998-10-22 2000-04-26 Wilson Greatbatch Ltd. Organic carbonate additives for nonaqueous electrolyte rechargeable cells
WO2001037364A1 (fr) * 1999-11-18 2001-05-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Pile secondaire au lithium
US6949317B2 (en) 2000-12-06 2005-09-27 Nisshinbo Industries, Inc. Polymer gel electrolyte and secondary cell

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0996187A1 (en) * 1998-10-22 2000-04-26 Wilson Greatbatch Ltd. Organic carbonate additives for nonaqueous electrolyte rechargeable cells
WO2001037364A1 (fr) * 1999-11-18 2001-05-25 Sanyo Electric Co., Ltd. Pile secondaire au lithium
US6949317B2 (en) 2000-12-06 2005-09-27 Nisshinbo Industries, Inc. Polymer gel electrolyte and secondary cell
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