JPH11283666A - 低温特性に優れた非水電解液、非水電解液二次電池および非水電解液からの電解質の析出防止方法 - Google Patents
低温特性に優れた非水電解液、非水電解液二次電池および非水電解液からの電解質の析出防止方法Info
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- JPH11283666A JPH11283666A JP10082112A JP8211298A JPH11283666A JP H11283666 A JPH11283666 A JP H11283666A JP 10082112 A JP10082112 A JP 10082112A JP 8211298 A JP8211298 A JP 8211298A JP H11283666 A JPH11283666 A JP H11283666A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低温でのイオン伝導性および電池充放電特性
に優れた非水電解液および非水電解液二次電池を提供す
る。 【解決手段】 (i)炭酸エチレンと、(ii)炭酸ジメチル
と、(iii)炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素
数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン
酸エステルから選ばれる少なくとも１種の溶媒(炭酸エ
チレンおよび炭酸ジメチル以外の溶媒)とを含む混合溶
媒であって、(i)炭酸エチレンの容積分率をX、(ii)炭酸
ジメチルの容積分率をY、(iii)炭素数４または５の環状
炭酸エステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素
数４〜６のカルボン酸エステル、炭素数４〜６のエチレ
ングリコールジアルキルエーテルから選ばれる少なくと
も１種の溶媒溶媒の容積分率をZとし、X+Y+Z=1 とした
ときに、0.35-X≦0.60Z 、0<X<0.35、 0<Y,Z で表され
る溶媒組成を有する非水溶媒と、電解質とからなること
を特徴とする非水電解液。
に優れた非水電解液および非水電解液二次電池を提供す
る。 【解決手段】 (i)炭酸エチレンと、(ii)炭酸ジメチル
と、(iii)炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素
数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン
酸エステルから選ばれる少なくとも１種の溶媒(炭酸エ
チレンおよび炭酸ジメチル以外の溶媒)とを含む混合溶
媒であって、(i)炭酸エチレンの容積分率をX、(ii)炭酸
ジメチルの容積分率をY、(iii)炭素数４または５の環状
炭酸エステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素
数４〜６のカルボン酸エステル、炭素数４〜６のエチレ
ングリコールジアルキルエーテルから選ばれる少なくと
も１種の溶媒溶媒の容積分率をZとし、X+Y+Z=1 とした
ときに、0.35-X≦0.60Z 、0<X<0.35、 0<Y,Z で表され
る溶媒組成を有する非水溶媒と、電解質とからなること
を特徴とする非水電解液。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、非水電解液および非水電
解液二次電池に関し、さらに詳しくは低温特性に優れ、
かつ電池充放電性能の優れた非水電解液に関するととも
に、この電解液を含む非水電解液二次電池、および低温
における非水電解液からの電解質の析出を防止する方法
に関する。
解液二次電池に関し、さらに詳しくは低温特性に優れ、
かつ電池充放電性能の優れた非水電解液に関するととも
に、この電解液を含む非水電解液二次電池、および低温
における非水電解液からの電解質の析出を防止する方法
に関する。
【０００２】
【発明の技術的背景】リチウムは、その酸化還元電位が
−３.０３Ｖであり、地球上に存在する最も卑な金属で
ある。電池の電圧は正極と負極の電位差によって決まる
ので、リチウムを負極活物質として用いると最も高い起
電力が得られる。
−３.０３Ｖであり、地球上に存在する最も卑な金属で
ある。電池の電圧は正極と負極の電位差によって決まる
ので、リチウムを負極活物質として用いると最も高い起
電力が得られる。
【０００３】またリチウムは、原子量が６.９４、密度
が０.５３４ｇ/cm3であり、ともに金属の中で最も小さ
いので、エネルギー密度が高く、かつ単位電気量当たり
の重量が小さい。このためリチウムを負極活物質として
用いると、小型で軽量の電池とすることができる。この
ようなリチウムを負極活物質に用いたリチウムイオン二
次電池は、エネルギー密度が高く小型で軽量であるた
め、カメラ一体型ＶＴＲ、携帯電話、ラップトップ型コ
ンピュータなどの携帯用電子機器に搭載され、その需要
は、急激に拡大している。
が０.５３４ｇ/cm3であり、ともに金属の中で最も小さ
いので、エネルギー密度が高く、かつ単位電気量当たり
の重量が小さい。このためリチウムを負極活物質として
用いると、小型で軽量の電池とすることができる。この
ようなリチウムを負極活物質に用いたリチウムイオン二
次電池は、エネルギー密度が高く小型で軽量であるた
め、カメラ一体型ＶＴＲ、携帯電話、ラップトップ型コ
ンピュータなどの携帯用電子機器に搭載され、その需要
は、急激に拡大している。
【０００４】このようなリチウムイオン電池には、非水
溶媒と電解質とからなる非水電解液が使用されている。
非水溶媒としては、一般に高誘電率の非水溶媒であるプ
ロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラ
ン、あるいは低粘度の非水溶媒であるジメチルカーボネ
ート、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,3-ジ
オキソランなどが用いられている。また電解質として
は、ＬiＢＦ4、ＬiＰＦ6、ＬiＣlＯ4、ＬiＡsＦ6、Ｌi
ＣＦ3ＳＯ3、ＬiＳiＦ6などが用いられている。
溶媒と電解質とからなる非水電解液が使用されている。
非水溶媒としては、一般に高誘電率の非水溶媒であるプ
ロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、スルホラ
ン、あるいは低粘度の非水溶媒であるジメチルカーボネ
ート、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、1,3-ジ
オキソランなどが用いられている。また電解質として
は、ＬiＢＦ4、ＬiＰＦ6、ＬiＣlＯ4、ＬiＡsＦ6、Ｌi
ＣＦ3ＳＯ3、ＬiＳiＦ6などが用いられている。
【０００５】ところで、上記のような携帯用電子機器は
寒冷地で使用される場合も多く、非水電解液には低温特
性の向上も望まれている。しかしながら、非水電解液用
溶媒として広く一般に用いられている炭酸エチレンまた
は炭酸ジメチルは、融点が０℃以上であるため、これら
の溶媒を含む電解液は、溶媒組成によっては低温になる
と溶媒自体が凝固したり、電解質が析出したりすること
があった。このため、このような非水電解液を用いたリ
チウムイオン電池は、低温で使用した場合、電解液のイ
オン伝導度および電池の充放電特性の面で必ずしも満足
すべき性能が得られないものもあった。
寒冷地で使用される場合も多く、非水電解液には低温特
性の向上も望まれている。しかしながら、非水電解液用
溶媒として広く一般に用いられている炭酸エチレンまた
は炭酸ジメチルは、融点が０℃以上であるため、これら
の溶媒を含む電解液は、溶媒組成によっては低温になる
と溶媒自体が凝固したり、電解質が析出したりすること
があった。このため、このような非水電解液を用いたリ
チウムイオン電池は、低温で使用した場合、電解液のイ
オン伝導度および電池の充放電特性の面で必ずしも満足
すべき性能が得られないものもあった。
【０００６】そこで、本発明者らは、低温で使用する
際、イオン伝導度が高く、かつ電池の充放電特性を低下
させることがない非水電解液について鋭意検討したとこ
ろ、非水溶媒として、炭酸エチレンと、炭酸ジメチル
と、炭酸メチルプロピル、炭酸メチルブチル、炭酸プロ
ピレン、炭酸ブチレン、プロピオン酸メチル、酢酸プロ
ピル、ジメトキシエタンなどの溶媒とからなり、かつこ
れらの溶媒が特定の割合で含まれている非水電解液が、
低温になっても溶媒自体が凝固したり、電解質が析出し
たりすることがなく、しかも低温でのイオン伝導性に優
れ、さらにこのような非水電解液を使用すると低温での
充放電特性に優れた電池を得ることができることを見出
し、本発明を完成するに至った。
際、イオン伝導度が高く、かつ電池の充放電特性を低下
させることがない非水電解液について鋭意検討したとこ
ろ、非水溶媒として、炭酸エチレンと、炭酸ジメチル
と、炭酸メチルプロピル、炭酸メチルブチル、炭酸プロ
ピレン、炭酸ブチレン、プロピオン酸メチル、酢酸プロ
ピル、ジメトキシエタンなどの溶媒とからなり、かつこ
れらの溶媒が特定の割合で含まれている非水電解液が、
低温になっても溶媒自体が凝固したり、電解質が析出し
たりすることがなく、しかも低温でのイオン伝導性に優
れ、さらにこのような非水電解液を使用すると低温での
充放電特性に優れた電池を得ることができることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
【発明の目的】本発明は、上記の問題点に鑑みなされた
もので、低温でのイオン伝導性および電池充放電特性に
優れた非水電解液を提供することを目的とするととも
に、この非水電解液を含む二次電池を提供すること、お
よび低温における非水電解液からの電解質の析出を防止
する方法を提供することを目的としている。
もので、低温でのイオン伝導性および電池充放電特性に
優れた非水電解液を提供することを目的とするととも
に、この非水電解液を含む二次電池を提供すること、お
よび低温における非水電解液からの電解質の析出を防止
する方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【発明の概要】本発明に係る非水電解液は、(i)炭酸エ
チレンと、(ii)炭酸ジメチルと、(iii)炭素数４または
５の環状炭酸エステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステ
ル、炭素数４〜６のカルボン酸エステル、炭素数４〜６
のエチレングリコールジアルキルエーテルから選ばれる
少なくとも１種の溶媒とを含む混合溶媒であって、(i)
炭酸エチレンの容積分率をＸ、(ii)炭酸ジメチルの容積
分率をＹ、(iii)炭素数４または５の環状炭酸エステ
ル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６の
カルボン酸エステル、炭素数４〜６のエチレングリコー
ルジアルキルエーテルから選ばれる少なくとも１種の溶
媒の容積分率をＺとし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としたときに、 ０.３５−Ｘ≦０.６０Ｚ ０＜Ｘ＜０.３５ ０＜Ｙ,Ｚ で表される溶媒組成を有する非水溶媒と、電解質とから
なることを特徴としている。
チレンと、(ii)炭酸ジメチルと、(iii)炭素数４または
５の環状炭酸エステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステ
ル、炭素数４〜６のカルボン酸エステル、炭素数４〜６
のエチレングリコールジアルキルエーテルから選ばれる
少なくとも１種の溶媒とを含む混合溶媒であって、(i)
炭酸エチレンの容積分率をＸ、(ii)炭酸ジメチルの容積
分率をＹ、(iii)炭素数４または５の環状炭酸エステ
ル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６の
カルボン酸エステル、炭素数４〜６のエチレングリコー
ルジアルキルエーテルから選ばれる少なくとも１種の溶
媒の容積分率をＺとし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としたときに、 ０.３５−Ｘ≦０.６０Ｚ ０＜Ｘ＜０.３５ ０＜Ｙ,Ｚ で表される溶媒組成を有する非水溶媒と、電解質とから
なることを特徴としている。
【０００９】前記非水溶媒は、０＜Ｘ＜０．２７ で表
される溶媒組成を有することが好ましい。また、この非
水溶媒は、０.３０≦Ｘ／(Ｘ＋Ｙ)≦０.４０ で表され
る溶媒組成を有することが好ましい。
される溶媒組成を有することが好ましい。また、この非
水溶媒は、０.３０≦Ｘ／(Ｘ＋Ｙ)≦０.４０ で表され
る溶媒組成を有することが好ましい。
【００１０】本発明に係る低温における非水電解液から
の電解質の析出を防止する方法は、(i)炭酸エチレン
と、(ii)炭酸ジメチルと、(iii)炭素数４または５の環
状炭酸エステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭
素数４〜６のカルボン酸エステルから選ばれる少なくと
も１種の溶媒(炭酸エチレンおよび炭酸ジメチル以外の
溶媒)とを含む混合溶媒であって、(i)炭酸エチレンの容
積分率をＸ、(ii)炭酸ジメチルの容積分率をＹ、(iii)
炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素数４〜６の
鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン酸エステ
ル、炭素数４〜６のエチレングリコールジアルキルエー
テルから選ばれる少なくとも１種の溶媒の容積分率をＺ
とし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としたときに、 ０.３５−Ｘ≦０.６０Ｚ ０＜Ｘ＜０.３５ ０＜Ｙ,Ｚ で表される溶媒組成を有する非水溶媒を用いることを特
徴としている。
の電解質の析出を防止する方法は、(i)炭酸エチレン
と、(ii)炭酸ジメチルと、(iii)炭素数４または５の環
状炭酸エステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭
素数４〜６のカルボン酸エステルから選ばれる少なくと
も１種の溶媒(炭酸エチレンおよび炭酸ジメチル以外の
溶媒)とを含む混合溶媒であって、(i)炭酸エチレンの容
積分率をＸ、(ii)炭酸ジメチルの容積分率をＹ、(iii)
炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素数４〜６の
鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン酸エステ
ル、炭素数４〜６のエチレングリコールジアルキルエー
テルから選ばれる少なくとも１種の溶媒の容積分率をＺ
とし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としたときに、 ０.３５−Ｘ≦０.６０Ｚ ０＜Ｘ＜０.３５ ０＜Ｙ,Ｚ で表される溶媒組成を有する非水溶媒を用いることを特
徴としている。
【００１１】本発明に係る非水電解液二次電池は、負極
活物質として金属リチウム、リチウム含有合金、リチウ
ムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料のいずれ
かを含む負極と、正極活物質としてリチウムと遷移金属
の複合酸化物を含む正極と、電解液として前記非水電解
液とからなることを特徴としている。
活物質として金属リチウム、リチウム含有合金、リチウ
ムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料のいずれ
かを含む負極と、正極活物質としてリチウムと遷移金属
の複合酸化物を含む正極と、電解液として前記非水電解
液とからなることを特徴としている。
【００１２】
【発明の具体的説明】以下、本発明に係る非水電解液お
よびこの非水電解液を用いた非水電解液二次電池につい
て具体的に説明する。
よびこの非水電解液を用いた非水電解液二次電池につい
て具体的に説明する。
【００１３】［非水電解液］本発明に係る非水電解液
は、炭酸エチレンと、炭酸ジメチルと、炭酸エチレンと
炭酸ジメチル以外の溶媒とが特定の割合で混合された非
水溶媒と、電解質とからなる。
は、炭酸エチレンと、炭酸ジメチルと、炭酸エチレンと
炭酸ジメチル以外の溶媒とが特定の割合で混合された非
水溶媒と、電解質とからなる。
【００１４】非水溶媒 まず、本発明で使用する非水溶媒について説明する。本
発明で使用する非水溶媒は、(i)炭酸エチレンと、(ii)
炭酸ジメチルと、(iii)炭素数４または５の環状炭酸エ
ステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜
６のカルボン酸エステル、炭素数４〜６のエチレングリ
コールジアルキルエーテルから選ばれる少なくとも１種
の溶媒とを含む混合溶媒である。
発明で使用する非水溶媒は、(i)炭酸エチレンと、(ii)
炭酸ジメチルと、(iii)炭素数４または５の環状炭酸エ
ステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜
６のカルボン酸エステル、炭素数４〜６のエチレングリ
コールジアルキルエーテルから選ばれる少なくとも１種
の溶媒とを含む混合溶媒である。
【００１５】(iii)炭素数４または５の環状炭酸エステ
ル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６の
カルボン酸エステル、炭素数４〜６のエチレングリコー
ルジアルキルエーテルから選ばれる少なくとも１種の溶
媒として、具体的には、炭酸ブチレン、炭酸プロピレ
ン、炭酸メチルプロピル、炭酸メチルイソプロピル、炭
酸メチルブチル、炭酸ジエチル、プロピオン酸メチル、
酢酸プロピル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタンな
どが挙げられる。
ル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６の
カルボン酸エステル、炭素数４〜６のエチレングリコー
ルジアルキルエーテルから選ばれる少なくとも１種の溶
媒として、具体的には、炭酸ブチレン、炭酸プロピレ
ン、炭酸メチルプロピル、炭酸メチルイソプロピル、炭
酸メチルブチル、炭酸ジエチル、プロピオン酸メチル、
酢酸プロピル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタンな
どが挙げられる。
【００１６】このような非水溶媒は、(i)炭酸エチレン
の容積分率をＸ、(ii)炭酸ジメチルの容積分率をＹ、(i
ii)炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素数４〜
６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン酸エス
テル、炭素数４〜６のエチレングリコールジアルキルエ
ーテルから選ばれる少なくとも１種の溶媒の容積分率を
Ｚとし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としたときに、 ０.３５−Ｘ≦０.６０Ｚ ０＜Ｘ＜０.３５ ０＜Ｙ,Ｚ で表される溶媒組成を有している。
の容積分率をＸ、(ii)炭酸ジメチルの容積分率をＹ、(i
ii)炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素数４〜
６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン酸エス
テル、炭素数４〜６のエチレングリコールジアルキルエ
ーテルから選ばれる少なくとも１種の溶媒の容積分率を
Ｚとし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としたときに、 ０.３５−Ｘ≦０.６０Ｚ ０＜Ｘ＜０.３５ ０＜Ｙ,Ｚ で表される溶媒組成を有している。
【００１７】このような非水溶媒は、０＜Ｘ＜０．２７
で表される溶媒組成を有することが好ましく、さらに
０.３０≦Ｘ／(Ｘ＋Ｙ)≦０.４０ で表される溶媒組
成を有していることが望ましい。
で表される溶媒組成を有することが好ましく、さらに
０.３０≦Ｘ／(Ｘ＋Ｙ)≦０.４０ で表される溶媒組
成を有していることが望ましい。
【００１８】溶媒組成が上記のような範囲にあると、特
に低温での溶媒の凝固、電解液の析出を防止できる。な
お、このような非水溶媒中の(iii)炭素数４または５の
環状炭酸エステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、
炭素数４〜６のカルボン酸エステル、炭素数４〜６のエ
チレングリコールジアルキルエーテルから選ばれる少な
くとも１種の溶媒の容積分率をＺは、０.６以下である
ことが望ましい。Ｚが０.６を越えるとイオン伝導度が
低下することがある。
に低温での溶媒の凝固、電解液の析出を防止できる。な
お、このような非水溶媒中の(iii)炭素数４または５の
環状炭酸エステル、炭素数４〜６の鎖状炭酸エステル、
炭素数４〜６のカルボン酸エステル、炭素数４〜６のエ
チレングリコールジアルキルエーテルから選ばれる少な
くとも１種の溶媒の容積分率をＺは、０.６以下である
ことが望ましい。Ｚが０.６を越えるとイオン伝導度が
低下することがある。
【００１９】溶媒の混合組成を上記のような組成にする
と、凝固点が低い非水溶媒が得られる。このような非水
溶媒に、後述する電解質を溶解させた非水電解液は、低
温でのイオン伝導性が高いため、低温での充放電特性に
優れた非水電解液二次電池を作製することができる。
と、凝固点が低い非水溶媒が得られる。このような非水
溶媒に、後述する電解質を溶解させた非水電解液は、低
温でのイオン伝導性が高いため、低温での充放電特性に
優れた非水電解液二次電池を作製することができる。
【００２０】また、このような組成の非水溶媒を用いる
と、低温での非水電解液からの電解質の析出を防止する
ことが可能であり、さらに電解質の析出にともなう低温
でのイオン伝導性の低下を防止することができる。
と、低温での非水電解液からの電解質の析出を防止する
ことが可能であり、さらに電解質の析出にともなう低温
でのイオン伝導性の低下を防止することができる。
【００２１】本発明では、上記の溶媒以外の溶媒も、本
発明の範囲をはずれず、効果を失わない範囲で、適宜添
加してもよい。このような溶媒として、具体的には、ヘ
キサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、トルエ
ン、キシレンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、ジイ
ソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、アニソールなどのエーテル類、蟻酸メチル、蟻酸エ
チル、蟻酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブ
チロラクトン、安息香酸メチル、炭酸ジエチル、炭酸ジ
プロピルなどのエステル類、N,N-ジメチルホルムアミ
ド、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルメチルカーバメ
ート、N-メチルオキサゾリジノンなどのアミド類、リン
酸トリメチル、リン酸トリエチルなどのリン含有化合
物、ジメチルスルホキシド、スルホラン、亜硫酸ジメチ
ル、亜硫酸ジエチルなどの硫黄含有化合物、トリフルオ
ロ酢酸エチル、炭酸2,2,2-トリフルオロエチルメチル、
メチルペンタフルオロプロピルエーテルなどの上記化合
物の一部または全ての水素がフッ素に置換された化合物
などが挙げられる。
発明の範囲をはずれず、効果を失わない範囲で、適宜添
加してもよい。このような溶媒として、具体的には、ヘ
キサン、ヘプタン、オクタン、イソオクタン、トルエ
ン、キシレンなどの炭化水素、ジエチルエーテル、ジイ
ソプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、アニソールなどのエーテル類、蟻酸メチル、蟻酸エ
チル、蟻酸プロピル、酢酸メチル、酢酸エチル、γ−ブ
チロラクトン、安息香酸メチル、炭酸ジエチル、炭酸ジ
プロピルなどのエステル類、N,N-ジメチルホルムアミ
ド、N-メチルピロリドン、N,N-ジメチルメチルカーバメ
ート、N-メチルオキサゾリジノンなどのアミド類、リン
酸トリメチル、リン酸トリエチルなどのリン含有化合
物、ジメチルスルホキシド、スルホラン、亜硫酸ジメチ
ル、亜硫酸ジエチルなどの硫黄含有化合物、トリフルオ
ロ酢酸エチル、炭酸2,2,2-トリフルオロエチルメチル、
メチルペンタフルオロプロピルエーテルなどの上記化合
物の一部または全ての水素がフッ素に置換された化合物
などが挙げられる。
【００２２】電解質 本発明で使用される電解質としては、通常、非水電解液
用電解質として使用されているものを使用することがで
きる。
用電解質として使用されているものを使用することがで
きる。
【００２３】具体的には、ＬiＰＦ6、ＬiＢＦ4、ＬiＣl
Ｏ4、ＬiＡsＦ6、ＬiＯＳＯ2ＣＦ3、ＬiＮ(ＳＯ2ＣＦ3)
2、ＬiＮ(ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2)2、ＬiＣ(ＣＦ3ＳＯ2)3など
が挙げられる。これらは、単独または混合して用いるこ
とができる。
Ｏ4、ＬiＡsＦ6、ＬiＯＳＯ2ＣＦ3、ＬiＮ(ＳＯ2ＣＦ3)
2、ＬiＮ(ＣＦ3ＣＦ2ＳＯ2)2、ＬiＣ(ＣＦ3ＳＯ2)3など
が挙げられる。これらは、単独または混合して用いるこ
とができる。
【００２４】これらのうち、特に、ＬiＰＦ6、ＬiＢＦ4
が好ましい。このような電解質は、非水電解液中に、通
常、０.１〜３.０モル／リットル、より好ましくは０.
５〜２.０モル／リットルの濃度で含まれていることが
望ましい。
が好ましい。このような電解質は、非水電解液中に、通
常、０.１〜３.０モル／リットル、より好ましくは０.
５〜２.０モル／リットルの濃度で含まれていることが
望ましい。
【００２５】［非水電解液二次電池］本発明に係る非水
電解液二次電池は、負極活物質として金属リチウム、リ
チウム含有合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが
可能な炭素材料のいずれかを含む負極と、正極活物質と
してリチウムと遷移金属の複合酸化物を含む正極と、前
記の非水電解液とを有することを特徴としている。
電解液二次電池は、負極活物質として金属リチウム、リ
チウム含有合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが
可能な炭素材料のいずれかを含む負極と、正極活物質と
してリチウムと遷移金属の複合酸化物を含む正極と、前
記の非水電解液とを有することを特徴としている。
【００２６】このような非水電解液二次電池は、たとえ
ば円筒型非水電解液二次電池に適用できる。円筒型非水
電解液二次電池は、図１に示すように負極集電体９に負
極活物質を塗布してなる負極１と、正極集電体１０に正
極活物質を塗布してなる正極２とを、非水電解液を注入
されたセパレータ３を介して巻回し、巻回体の上下に絶
縁板４を載置した状態で電池缶５に収納してなるもので
ある。電池缶５には、電池蓋７が封口ガスケット６を介
してかしめることにより取り付けられ、それぞれ負極リ
ード１１および正極リード１２を介して負極１あるいは
正極２と電気的に接続され、電池の負極あるいは正極と
して機能するように構成されている。なおセパレータは
多孔性の膜である。
ば円筒型非水電解液二次電池に適用できる。円筒型非水
電解液二次電池は、図１に示すように負極集電体９に負
極活物質を塗布してなる負極１と、正極集電体１０に正
極活物質を塗布してなる正極２とを、非水電解液を注入
されたセパレータ３を介して巻回し、巻回体の上下に絶
縁板４を載置した状態で電池缶５に収納してなるもので
ある。電池缶５には、電池蓋７が封口ガスケット６を介
してかしめることにより取り付けられ、それぞれ負極リ
ード１１および正極リード１２を介して負極１あるいは
正極２と電気的に接続され、電池の負極あるいは正極と
して機能するように構成されている。なおセパレータは
多孔性の膜である。
【００２７】この電池では、正極リード１２は、電流遮
断用薄板８を介して電池蓋７との電気的接続が図られて
いてもよい。このような電池では、電池内部の圧力が上
昇すると、電流遮断用薄板８が押し上げられ変形し、正
極リード１２が上記薄板８と溶接された部分を残して切
断され、電流が遮断される。
断用薄板８を介して電池蓋７との電気的接続が図られて
いてもよい。このような電池では、電池内部の圧力が上
昇すると、電流遮断用薄板８が押し上げられ変形し、正
極リード１２が上記薄板８と溶接された部分を残して切
断され、電流が遮断される。
【００２８】このような負極１を構成する負極活物質と
しては、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオン
をドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料のいずれ
を用いることができる。これらのうちで、リチウムイオ
ンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料を用い
ることが好ましい。このような炭素材料としてはグラフ
ァイトであっても非晶質炭素であってもよく、活性炭、
炭素繊維、カーボンブラック、メソカーボンマイクロビ
ーズなどのあらゆる炭素材料を使用することができる。
しては、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイオン
をドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料のいずれ
を用いることができる。これらのうちで、リチウムイオ
ンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料を用い
ることが好ましい。このような炭素材料としてはグラフ
ァイトであっても非晶質炭素であってもよく、活性炭、
炭素繊維、カーボンブラック、メソカーボンマイクロビ
ーズなどのあらゆる炭素材料を使用することができる。
【００２９】また正極２を構成する正極活物質として
は、ＬiＣoＯ2、ＬiＭnＯ2、ＬiＭn2Ｏ4、ＬiＮiＯ2、
ＬiＮixＣo(1-x)Ｏ2等のリチウムと遷移金属とからなる
複合酸化物などを用いることができる。
は、ＬiＣoＯ2、ＬiＭnＯ2、ＬiＭn2Ｏ4、ＬiＮiＯ2、
ＬiＮixＣo(1-x)Ｏ2等のリチウムと遷移金属とからなる
複合酸化物などを用いることができる。
【００３０】セパレータ３としては、例えば、厚さが１
０〜６０μm程度で幅が３０〜５０mm程度の微多孔性ポ
リプロピレンフィルムが用いられる。なお本発明に係る
非水電解液二次電池は、電解液として以上説明した非水
電解液を含むものであり、電池の形状および形態等は前
記図１に限定されず、コイン型、あるいは角型などであ
ってもよい。
０〜６０μm程度で幅が３０〜５０mm程度の微多孔性ポ
リプロピレンフィルムが用いられる。なお本発明に係る
非水電解液二次電池は、電解液として以上説明した非水
電解液を含むものであり、電池の形状および形態等は前
記図１に限定されず、コイン型、あるいは角型などであ
ってもよい。
【００３１】このような非水電解液二次電池は、エネル
ギー密度が高く、充放電特性に優れ、かつ低温特性に優
れている。このため、本発明に係る非水電解液二次電池
は、寒冷地でも好適に使用できる。
ギー密度が高く、充放電特性に優れ、かつ低温特性に優
れている。このため、本発明に係る非水電解液二次電池
は、寒冷地でも好適に使用できる。
【００３２】なお本発明に係る非水電解液二次電池は、
電解液として以上説明した非水電解液を含むものであ
り、電池の形状などは図１に示したものに限定されず、
図２に示すようなコイン型、あるいは角型などであって
もよい。
電解液として以上説明した非水電解液を含むものであ
り、電池の形状などは図１に示したものに限定されず、
図２に示すようなコイン型、あるいは角型などであって
もよい。
【００３３】
【発明の効果】本発明によれば、低温下であっても、電
解液が凝固したり、電解質が析出することなく、イオン
伝導性に優れた非水電解液を得ることができる。このよ
うな非水電解液を用いると、低温であっても優れた充放
電特性を示す非水電解液二次電池を得ることができる。
解液が凝固したり、電解質が析出することなく、イオン
伝導性に優れた非水電解液を得ることができる。このよ
うな非水電解液を用いると、低温であっても優れた充放
電特性を示す非水電解液二次電池を得ることができる。
【００３４】また、本発明によれば、低温における非水
電解液からの電解質の析出を防止することが可能であ
る。
電解液からの電解質の析出を防止することが可能であ
る。
【００３５】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるも
のではない。
するが、本発明はこれら実施例により何ら限定されるも
のではない。
【００３６】
【参考例１】炭酸エチレンと炭酸ジメチルとの混合比 炭酸エチレンと炭酸ジメチルとを表１に示す割合に混合
し、ＬiＰＦ6を１mol／リットルになるように溶解し
て、非水電解液を調製した。
し、ＬiＰＦ6を１mol／リットルになるように溶解し
て、非水電解液を調製した。
【００３７】次に、調製した非水電解液の固体析出の有
無を以下のようにして測定した。 ＜低温での固体析出の有無＞調製した非水電解液を−５
℃、−１０℃まで冷却し、析出物の有無を調べた。
無を以下のようにして測定した。 ＜低温での固体析出の有無＞調製した非水電解液を−５
℃、−１０℃まで冷却し、析出物の有無を調べた。
【００３８】表１に、炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸ジメ
チル（ＤＭＣ）との混合比（体積比）と低温での析出物
の有無を示す。
チル（ＤＭＣ）との混合比（体積比）と低温での析出物
の有無を示す。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【実施例１〜６】(炭酸エチレン＋炭酸ジメチル)と炭酸
メチルプロピルとの混合比 炭酸エチレン(EC)と炭酸ジメチル(DMC)と炭酸メチルプ
ロピル(MPC)とを、表１に示す体積比となるように混合
し、ＬiＰＦ6を１mol／リットルになるように溶解し
て、非水電解液を調製した。
メチルプロピルとの混合比 炭酸エチレン(EC)と炭酸ジメチル(DMC)と炭酸メチルプ
ロピル(MPC)とを、表１に示す体積比となるように混合
し、ＬiＰＦ6を１mol／リットルになるように溶解し
て、非水電解液を調製した。
【００４１】調製した非水電解液を−１５℃、−２０℃
まで冷却して析出物の有無を調べた。結果を表２に示
す。
まで冷却して析出物の有無を調べた。結果を表２に示
す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
【実施例７】炭酸エチレン(EC)と炭酸ジメチル(DMC)と
炭酸メチルプロピル(MPC)とを、ＥＣ：ＤＭＣ：ＭＰＣ
＝0.175：0.325：0.5（体積比）となるように混合した
非水溶媒に、ＬiＰＦ6を１mol／リットルになるように
溶解して非水電解液を調製した。
炭酸メチルプロピル(MPC)とを、ＥＣ：ＤＭＣ：ＭＰＣ
＝0.175：0.325：0.5（体積比）となるように混合した
非水溶媒に、ＬiＰＦ6を１mol／リットルになるように
溶解して非水電解液を調製した。
【００４４】得られた非水電解液について、−２０℃で
の析出物の有無と、-20℃、-10℃、0℃、10℃における
イオン伝導度を測定した。結果を表３に示す。
の析出物の有無と、-20℃、-10℃、0℃、10℃における
イオン伝導度を測定した。結果を表３に示す。
【００４５】
【実施例８〜１３】実施例７において炭酸メチルプロピ
ル(MPC)の代わりに、表３に示される非水溶媒を使用し
た以外は、実施例４と同様にして非水電解液を調製し、
−２０℃での析出物の有無およびイオン伝導度を測定し
た。
ル(MPC)の代わりに、表３に示される非水溶媒を使用し
た以外は、実施例４と同様にして非水電解液を調製し、
−２０℃での析出物の有無およびイオン伝導度を測定し
た。
【００４６】結果を表３に示す。
【００４７】
【表３】
【図１】本発明の非水電解液二次電池の一実施例を示す
円筒型電池の概略断面図である。
円筒型電池の概略断面図である。
１・・・・負極 ２・・・・正極 ３・・・・セパレータ ４・・・・絶縁板 ５・・・・電池缶 ６・・・・封口ガスケット ７・・・・電池蓋 ８・・・・電流遮断用薄板 ９・・・・負極集電体 １０・・・・正極集電体 １１・・・・負極リード １２・・・・正極リード
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩 崎 博 千葉県袖ヶ浦市長浦字拓二号580番32 三 井化学株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】(i)炭酸エチレンと、 (ii)炭酸ジメチルと、 (iii)炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素数４
〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン酸エ
ステル、炭素数４〜６のエチレングリコールジアルキル
エーテルから選ばれる少なくとも１種の溶媒とを含む混
合溶媒であって、 (i)炭酸エチレンの容積分率をＸ、(ii)炭酸ジメチルの
容積分率をＹ、 (iii)炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素数４
〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン酸エ
ステル、炭素数４〜６のエチレングリコールジアルキル
エーテルから選ばれる少なくとも１種の溶媒の容積分率
をＺとし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としたときに、 ０.３５−Ｘ≦０.６０Ｚ ０＜Ｘ＜０.３５ ０＜Ｙ,Ｚ で表される溶媒組成を有する非水溶媒と、電解質とから
なることを特徴とする非水電解液。 - 【請求項２】前記非水溶媒が、０＜Ｘ＜０．２７ で表
される溶媒組成を有することを特徴とする請求項１に記
載の非水電解液。 - 【請求項３】前記非水溶媒が、０.３０≦Ｘ／(Ｘ＋Ｙ)
≦０.４０ で表される溶媒組成を有することを特徴と
する請求項１または２に記載の非水電解液。 - 【請求項４】(i)炭酸エチレンと、 (ii)炭酸ジメチルと、 (iii)炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素数４
〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン酸エ
ステルから選ばれる少なくとも１種の溶媒(炭酸エチレ
ンおよび炭酸ジメチル以外の溶媒)とを含む混合溶媒で
あって、 (i)炭酸エチレンの容積分率をＸ、(ii)炭酸ジメチルの
容積分率をＹ、 (iii)炭素数４または５の環状炭酸エステル、炭素数４
〜６の鎖状炭酸エステル、炭素数４〜６のカルボン酸エ
ステル、炭素数４〜６のエチレングリコールジアルキル
エーテルから選ばれる少なくとも１種の溶媒の容積分率
をＺとし、Ｘ＋Ｙ＋Ｚ＝１としたときに、 ０.３５−Ｘ≦０.６０Ｚ ０＜Ｘ＜０.３５ ０＜Ｙ,Ｚ で表される溶媒組成を有する非水溶媒を用いることによ
り、 低温における非水電解液からの電解質の析出を防止する
方法。 - 【請求項５】前記非水溶媒が、０＜Ｘ＜０．２７で表さ
れる溶媒組成を有することを特徴とする請求項４に記載
の低温における非水電解液からの電解質の析出を防止す
る方法。 - 【請求項６】前記非水溶媒が０.３０≦Ｘ／(Ｘ＋Ｙ)≦
０.４０ で表される溶媒組成を有することを特徴とす
る請求項４または５に記載の低温における非水電解液か
らの電解質の析出を防止する方法。 - 【請求項７】負極活物質として金属リチウム、リチウム
含有合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な
炭素材料のいずれかを含む負極と、 正極活物質としてリチウムと遷移金属の複合酸化物を含
む正極と、 電解液として請求項１〜３のいずれかに記載の非水電解
液とからなることを特徴とする非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08211298A JP3945006B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 低温特性に優れた非水電解液、非水電解液二次電池および非水電解液からの電解質の析出防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08211298A JP3945006B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 低温特性に優れた非水電解液、非水電解液二次電池および非水電解液からの電解質の析出防止方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11283666A true JPH11283666A (ja) | 1999-10-15 |
| JP3945006B2 JP3945006B2 (ja) | 2007-07-18 |
Family
ID=13765331
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08211298A Expired - Lifetime JP3945006B2 (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 低温特性に優れた非水電解液、非水電解液二次電池および非水電解液からの電解質の析出防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3945006B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002015319A1 (fr) * | 2000-08-11 | 2002-02-21 | Ube Industries, Ltd. | Solution electrolytique non aqueuse et accumulateur au lithium |
| JP2015162406A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | 三洋電機株式会社 | 円筒形非水電解液二次電池 |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP08211298A patent/JP3945006B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002015319A1 (fr) * | 2000-08-11 | 2002-02-21 | Ube Industries, Ltd. | Solution electrolytique non aqueuse et accumulateur au lithium |
| US6881522B2 (en) | 2000-08-11 | 2005-04-19 | Ube Industries, Ltd. | Nonaqueous electrolytic solution and lithium secondary battery |
| JP2015162406A (ja) * | 2014-02-28 | 2015-09-07 | 三洋電機株式会社 | 円筒形非水電解液二次電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3945006B2 (ja) | 2007-07-18 |
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