JPWO2014133171A1 - ゲル電解質およびそれを用いたポリマー二次電池 - Google Patents
ゲル電解質およびそれを用いたポリマー二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2014133171A1 JPWO2014133171A1 JP2015503071A JP2015503071A JPWO2014133171A1 JP WO2014133171 A1 JPWO2014133171 A1 JP WO2014133171A1 JP 2015503071 A JP2015503071 A JP 2015503071A JP 2015503071 A JP2015503071 A JP 2015503071A JP WO2014133171 A1 JPWO2014133171 A1 JP WO2014133171A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- gel electrolyte
- secondary battery
- polymer
- polymer secondary
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000011245 gel electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 129
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 94
- -1 cyclic sulfonate ester Chemical class 0.000 claims abstract description 47
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims abstract description 28
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 25
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 claims abstract description 24
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 claims abstract description 14
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims abstract description 6
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims abstract description 5
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 80
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 15
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims description 11
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 claims description 8
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 8
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 125000001153 fluoro group Chemical class F* 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 5
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000007933 aliphatic carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000005678 chain carbonates Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 4
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 3
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000000457 gamma-lactone group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 claims description 3
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 229910013131 LiN Inorganic materials 0.000 claims 1
- YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N Protium Chemical compound [1H] YZCKVEUIGOORGS-IGMARMGPSA-N 0.000 claims 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 claims 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 abstract description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 27
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 26
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- 239000010408 film Substances 0.000 description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 18
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 14
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 13
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 11
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 11
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 11
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 7
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 description 6
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 5
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- RSHKWPIEJYAPCL-UHFFFAOYSA-N (3-ethyloxetan-3-yl)methyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1(CC)COC1 RSHKWPIEJYAPCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001252 acrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 3
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 3
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 239000005001 laminate film Substances 0.000 description 3
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 3
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoroethene Chemical group FC=C(F)F MIZLGWKEZAPEFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WFLOTYSKFUPZQB-UHFFFAOYSA-N 1,2-difluoroethene Chemical group FC=CF WFLOTYSKFUPZQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 1,3-Propane sultone Chemical compound O=S1(=O)CCCO1 FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- INQDDHNZXOAFFD-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-prop-2-enoyloxyethoxy)ethoxy]ethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOCCOCCOC(=O)C=C INQDDHNZXOAFFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 4-ethenyl-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound C=CC1COC(=O)O1 BJWMSGRKJIOCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N Acetamide Chemical compound CC(N)=O DLFVBJFMPXGRIB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N Dimethyl ether Chemical compound COC LCGLNKUTAGEVQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N butane-1,4-diol Chemical compound OCCCCO WERYXYBDKMZEQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N dipropyl carbonate Chemical compound CCCOC(=O)OCCC VUPKGFBOKBGHFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N ethoxymethoxyethane Chemical compound CCOCOCC KLKFAASOGCDTDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)=C SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical group FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 2
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 2
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 1,2-diethoxyethane Chemical compound CCOCCOCC LZDKZFUFMNSQCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VFRGATWKSPNXLT-UHFFFAOYSA-N 1,2-dimethoxybutane Chemical compound CCC(OC)COC VFRGATWKSPNXLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 2-methylthiolane 1,1-dioxide Chemical compound CC1CCCS1(=O)=O PPDFQRAASCRJAH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one Chemical compound CN1CCOC1=O VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910011255 B2O3 Inorganic materials 0.000 description 1
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBJICDATLIMQTJ-UHFFFAOYSA-N C(O)(O)=O.C(=C)C=CC=C Chemical compound C(O)(O)=O.C(=C)C=CC=C HBJICDATLIMQTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N Ethyl urethane Chemical compound CCOC(N)=O JOYRKODLDBILNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- RHEFXNKGHHJEGM-UHFFFAOYSA-N O=[P].OP(O)(O)=O Chemical compound O=[P].OP(O)(O)=O RHEFXNKGHHJEGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane triacrylate Chemical compound C=CC(=O)OCC(CC)(COC(=O)C=C)COC(=O)C=C DAKWPKUUDNSNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N [Li].[Mn] Chemical compound [Li].[Mn] KLARSDUHONHPRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910002056 binary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 1
- DTGWMJJKPLJKQD-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-dimethylpropaneperoxoate Chemical compound CCCCOOC(=O)C(C)(C)C DTGWMJJKPLJKQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010281 constant-current constant-voltage charging Methods 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N diglycidyl ether Chemical compound C1OC1COCC1CO1 GYZLOYUZLJXAJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002009 diols Chemical class 0.000 description 1
- 150000004862 dioxolanes Chemical class 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 150000002221 fluorine Chemical class 0.000 description 1
- VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N glycidyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC1CO1 VOZRXNHHFUQHIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N hexane Substances CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003437 indium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N indium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[In+3].[In+3] PJXISJQVUVHSOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 150000002641 lithium Chemical class 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000048 melt cooling Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MHYFEEDKONKGEB-UHFFFAOYSA-N oxathiane 2,2-dioxide Chemical compound O=S1(=O)CCCCO1 MHYFEEDKONKGEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003566 oxetanyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N propionitrile Chemical compound CCC#N FVSKHRXBFJPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000007142 ring opening reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000013112 stability test Methods 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 1
- 150000008053 sultones Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N tetraethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCO UWHCKJMYHZGTIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0085—Immobilising or gelification of electrolyte
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Description
非水ゲル電解質に含まれるジスルホン酸エステル化合物は、充放電反応時の電気化学的酸化還元反応により分解して電極活物質表面に皮膜を形成し、ゲル電解質、支持塩の分解を抑制することができる。これにより、リチウムイオン二次電池の長寿命化に効果があると考えられる。本発明者らは、ジスルホン酸エステル化合物を含むゲル電解質を備えたリチウムイオン二次電池についてより詳細に鋭意検討した。その結果ジスルホン酸エステルの特定の箇所の水素原子を別の基で置換した下記式(1)で表される環状スルホン酸エステルを含有することによりゲル電解質中の保管安定性が向上し、劣化が抑制された。また、このゲル電解質を用いた場合にリチウムイオン二次電池の自己放電が抑制された。さらに、このゲル電解質を保管した場合に、ゲルの粘度の低下が抑制されることを見出し本発明に至った。
負極は、負極集電体上に、負極活物質と負極用結着剤を含む負極活物質層を形成することで作製することができる。図1の非水ゲル電解質二次電池において、負極活物質を含有する層2に用いる負極活物質には、たとえばリチウム金属、リチウム合金、およびリチウムを吸蔵、放出できる材料、からなる群から選択される一または二種以上の物質を用いることができる。リチウムイオンを吸蔵、放出する材料としては、炭素材料または酸化物を用いることができる。
図1の二次電池において、正極活物質を含有する層1に用いる正極活物質としては、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4などのリチウム含有複合酸化物があげられる。また、これらのリチウム含有複合酸化物の遷移金属部分を他元素で置き換えたものでもよい。また、金属リチウム対極電位で4.2V以上にプラトーを有するリチウム含有複合酸化物を用いることもできる。リチウム含有複合酸化物としては、スピネル型リチウムマンガン複合酸化物、オリビン型リチウム含有複合酸化物、逆スピネル型リチウム含有複合酸化物等が例示される。リチウム含有複合酸化物は、例えば下記の式(3)で表される化合物とすることができる。
(ただし、式(3)において、0<x<2であり、また、0<a<1.2である。また、Mは、Ni、Co、Fe、CrおよびCuよりなる群から選ばれる少なくとも一種である。)
二次電池の製造方法として、図1の二次電池の製造方法を一例として説明する。特に、重合性モノマーをセル外装体内部でin situ重合させて形成するゲル電解質を用いた場合について説明する。図1の非水ゲル電解質二次電池は、乾燥空気または不活性ガス雰囲気において、負極および正極を、多孔質セパレータ5を介して積層、あるいは積層したものを捲回した後に、電池缶や、合成樹脂と金属箔との積層体からなる可とう性フィルム等の外装体に収容する。その後、重合反応前のポリマーゲル形成用組成物(モノマー)を注入した後に、in situ架橋重合させ、ゲル電解質を形成する。なお、ゲル電解液は、あらかじめ電池外装体に、ポリマーゲル形成用の組成物(ポリマー)を収容した後、架橋反応を行って形成しても良く、あるいは、正極電極、負極電極またはセパレータ上にポリマーゲル電解質の塗布層を形成した後に、電池を組み立てても良い。そして、外装体を封止前または封止後に、非水ゲル電解質二次電池の充電を行うことにより、負極上に良好な皮膜を形成させることができる。なお、多孔質セパレータ5としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、フッ素樹脂等の多孔性フィルムが用いられる。外装体としては、ゲル電解質に安定で、かつ十分な水蒸気バリア性を持つものであれば、適宜選択することができる。例えば、積層ラミネート型の二次電池の場合、外装体としては、アルミニウム、シリカをコーティングしたポリプロピレン、ポリエチレン等のラミネートフィルムを用いることができる。特に、体積膨張を抑制する観点から、アルミニウムラミネートフィルムを用いることが好ましい。
(電池の作製)
本実施例の電池の作製について説明する。正極集電体として厚み20μmのアルミニウム箔を用い、正極活物質としてLiMn2O4を用いた。また、負極集電体として厚み10μmの銅箔を用い、負極活物質として黒鉛を用いた。そして、負極と正極とをポリエチレンからなるセパレータを介して積層し、アルミラミネートフィルムからなる電池外装体に収容して二次電池を作製した。
ポリマーゲル電解質となるプレゲル溶液は、30質量%のエチレンカーボネート(EC)と58質量%のジエチルカーボネート(DEC)とからなる非水溶媒に、12質量%の支持塩としてのLiPF6を添加し、電解液100質量%に対して、エチルアクリレートと(3−エチル−3オキセタニル)メチルメタクリレートを74:26(質量%)で含む共重合体(エチルアクリレートの繰り返し数=2620、(3−エチル−3オキセタニル)メチルメタクリレートの繰り返し数=420)(以下、「ゲル形成物A」)を2質量%加え、さらに、この電解液に対して0.1mol/lの表1に記載の化合物No.2で示される化合物を混合することで調製した。このプレゲル溶液を60℃で20時間加熱してゲル化処理を行ったゲル電解質を用いて、ゲル電解質の安定性評価試験を行った。また、このプレゲル溶液を注液部分から注液して真空含浸を行い、60℃で20時間のゲル化処理を行うことで、リチウムポリマー電池を作製し、高温保管時の自己放電評価試験を行った。
実施例1において化合物No.2の代わりに表2に示す化合物を用いる他は実施例1と同様にゲル電解質およびポリマー二次電池を作製した。以下、実施例1と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表2に示す。
実施例1において、化合物No.2の代わりにメチレンメタンジスルホン酸エステル(以下、「化合物A」)を用いる他は実施例1と同様にゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例1と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表2に示す。
実施例1において、プレゲル溶液を作製する際に用いるポリマーを、ゲル形成物Aに代えてエチルメタクリレートと(3−エチル−3オキセタニル)メチルメタクリレートを74:26(質量%)で含む共重合体(エチルメタクリレートの繰り返し数=2620、(3−エチル−3オキセタニル)メチルメタクリレートの繰り返し数=420)(以下、「ゲル形成物B」)とする他は、実施例1と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。実施例1と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表3に示す。
実施例6において、化合物No.2に代えて表3に示す化合物を用いる他は、実施例6と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例6と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表3に示す。
実施例6において、化合物No.2の代わりに化合物Aを用いる他は、実施例6と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例6と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表3に示す。
実施例1において、プレゲル溶液を作製する際に添加するポリマーを、ゲル形成物Aに代えて、トリエチレングリコールジアクリレート3.8質量%とトリメチロールプロパントリアクリレート1質量%、重合開始剤としてt−ブチルパーオキシピバレートを0.5質量%加えて混合したもの(以下、「ゲル形成物C」)とする他は、実施例1と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。実施例1と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表4に示す。
実施例11において、化合物No.2に代えて表4に示す化合物を用いる他は、実施例11と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例11と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表4に示す。
実施例11において、化合物No.2の代わりに化合物Aを用いる他は、実施例11と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例11と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表4に示す。
(電池の作製)
本実施例の電池の作製について説明する。正極集電体として厚み20μmのアルミニウム箔を用い、正極活物質としてLiMn2O4を用いた。また、負極集電体として厚み10μmの銅箔を用い、負極活物質として黒鉛を用いた。また、負極と正極とを電子絶縁させるセパレータとして、ポリエチレンからなるセパレータを用いた。正極・負極・セパレータの少なくとも一つ以上の両面または片面にゲル電解質層を塗布・乾燥させたものと積層させてゲル電解質層を備えた電極素子を作製した。作製した電極素子を電池外装体に収容し、非水溶媒を注液してゲル電解質層を膨潤させることでポリマー二次電池を作製した。このリチウムポリマー電池を用いて、実施例1と同様の手順で高温保管時の自己放電評価試験を行った。
まず、膨潤溶媒(非水電解液)100質量%に対して、マトリクスポリマーとして、ポリビニリデンフルオライド(以下「ゲル形成物D」)を2質量%加えて均一に混合した溶液に対して、0.1mol/lの化合物No.2で示される化合物を混合し、電解質溶液を調製した。膨潤溶媒は、エチレンカーボネート30質量%とジエチルカーボネート58質量%を混合した非水溶媒に、電解質塩としてLiPF6を12質量%溶解させたものを用いた。この電解質溶液を用いて、実施例1と同様の手順でゲル電解質の安定性評価試験を行った。
実施例16において、化合物No.2に代えて表5に示す化合物を用いる他は、実施例16と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例16と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表5に示す。
実施例16において、化合物No.2の代わりに化合物Aを用いる他は、実施例16と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例16と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表5に示す。
実施例16において、マトリックスポリマーをゲル形成物Dに代えてポリアクリロニトリル(以下、「ゲル形成物E」)とする他は、実施例16と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。実施例1と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表6に示す。
実施例21において、化合物No.2に代えて表6に示す化合物を用いる他は、実施例21と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例21と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表6に示す。
実施例21において、化合物No.2の代わりに化合物Aを用いる他は、実施例21と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例21と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表6に示す。
実施例16において、マトリックスポリマーをゲル形成物Dに代えてポリエチレンオキシド(以下、「ゲル形成物F」)とする他は、実施例16と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。実施例1と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表7に示す。
実施例26において、化合物No.2に代えて表6に示す化合物を用いる他は、実施例26と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例26と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表7に示す。
実施例26において、化合物No.2の代わりに化合物Aを用いる他は、実施例26と同様にしてゲル電解質及びポリマー二次電池を作製した。以下、実施例26と同様にゲル電解質の安定性およびポリマー二次電池の高温自己放電を評価した。結果を表7に示す。
2 負極活物質層
3 正極集電体
4 負極集電体
5 多孔質セパレータ
6 ラミネート外装体
7 ラミネート外装体
8 負極タブ
9 正極タブ
Claims (20)
- 前記一般式(1)中のR1が水素原子であることを特徴とする請求項1に記載のゲル電解質。
- 前記一般式(1)中のR1が水素原子であり、R3が−(CH2)n−または−(CF2)n−(n=1、2、3、4または5)であることを特徴とする請求項1に記載のゲル電解質。
- 前記一般式(1)中のR1が水素原子であり、R2が−CmH2m+1(m=1、2または3)であり、R3が−CH2−であることを特徴とする請求項1に記載のゲル電解質。
- 前記一般式(1)で表される環状スルホン酸エステルに加え、一つ以上のスルホニル基を有する化合物をさらに含むことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のゲル電解質。
- 前記一般式(1)で表される環状スルホン酸エステルが、ゲル電解質量全体の0.005質量%以上10質量%以下含まれることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載のゲル電解質。
- ビニレンカーボネートまたはその誘導体を含むことを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載のゲル電解質。
- ゲル電解質を構成するポリマーが、ポリ(メタ)アクリレート、ポリビニリデンフルオライド、ポリアクリロニトリルおよびポリエチレンオキシドから成る群より選択される一種または二種以上を含むことを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のゲル電解質。
- 非水溶媒として環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ラクトン類、環状エーテル類、鎖状エーテル類およびこれらの化合物のフッ素誘導体、からなる群から選択された一種以上の溶媒を含むことを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載のゲル電解質。
- リチウム塩として、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiSbF6、LiClO4、LiAlCl4、およびLiN(CnF2n+1SO2)(CmF2m+1SO2)(n、mはそれぞれ独立して自然数)、からなる群から選択された一種以上の物質を含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一項に記載のゲル電解質。
- 少なくとも正極と負極を備えた二次電池において、請求項1〜11のいずれか一項に記載のゲル電解質を含むことを特徴とするポリマー二次電池。
- 正極活物質としてリチウム含有複合酸化物を含むことを特徴とする、請求項12に記載のポリマー二次電池。
- 負極活物質として、リチウムを吸蔵・放出できる材料、リチウム金属、リチウムと合金を形成しうる金属材料および酸化物材料からなる群から選択される一または二種以上の物質を含むことを特徴とする、請求項12または13に記載のポリマー二次電池。
- 前記負極活物質として、炭素材料を含むことを特徴とする請求項14に記載のポリマー二次電池。
- 前記炭素材料が黒鉛であることを特徴とする請求項15に記載のポリマー二次電池。
- 前記炭素材料が非晶質炭素であることを特徴とする請求項15に記載のポリマー二次電池。
- フィルム外装体を有することを特徴とする請求項12〜17のいずれか一項に記載のポリマー二次電池。
- 請求項12〜18のいずれか一項に記載の二次電池を含むことを特徴とする自動車用電池。
- 請求項19に記載の自動車用電池を用いたことを特徴とする自動車。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013041322 | 2013-03-01 | ||
JP2013041322 | 2013-03-01 | ||
PCT/JP2014/055184 WO2014133171A1 (ja) | 2013-03-01 | 2014-02-28 | ゲル電解質およびそれを用いたポリマー二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2014133171A1 true JPWO2014133171A1 (ja) | 2017-02-09 |
JP6116029B2 JP6116029B2 (ja) | 2017-04-19 |
Family
ID=51428428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015503071A Active JP6116029B2 (ja) | 2013-03-01 | 2014-02-28 | ゲル電解質およびそれを用いたポリマー二次電池 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9899703B2 (ja) |
JP (1) | JP6116029B2 (ja) |
WO (1) | WO2014133171A1 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015061370A1 (en) | 2013-10-21 | 2015-04-30 | Milwaukee Electric Tool Corporation | Adapter for power tool devices |
TWI548654B (zh) * | 2015-08-21 | 2016-09-11 | 國立成功大學 | 用於染料敏化太陽能電池的電解質及其製備方法 |
KR20170072032A (ko) * | 2015-12-16 | 2017-06-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
CN109309254B (zh) * | 2017-07-27 | 2021-01-15 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电解液及电化学储能装置 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11354157A (ja) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Mitsubishi Chemical Corp | リチウム二次電池およびその製造方法 |
JP2009070827A (ja) * | 2003-12-15 | 2009-04-02 | Nec Corp | 二次電池 |
JP2010177124A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002100406A (ja) | 2000-09-25 | 2002-04-05 | Toshiba Battery Co Ltd | ポリマーリチウム二次電池及びその製造方法 |
JP4033074B2 (ja) * | 2002-08-29 | 2008-01-16 | 日本電気株式会社 | 二次電池用電解液およびそれを用いた二次電池 |
JP4449907B2 (ja) | 2003-12-15 | 2010-04-14 | 日本電気株式会社 | 二次電池用電解液およびそれを用いた二次電池 |
JP2007273445A (ja) | 2006-03-09 | 2007-10-18 | Nec Tokin Corp | ポリマーゲル電解質およびそれを用いたポリマー二次電池 |
JP5169400B2 (ja) * | 2008-04-07 | 2013-03-27 | Necエナジーデバイス株式会社 | 非水電解液およびそれを用いた非水電解液二次電池 |
EP2453511A4 (en) | 2009-07-09 | 2013-11-27 | Nec Energy Devices Ltd | POLYMER GEL ELECTROLYTE AND POLYMER ACCUMULATOR THEREWITH |
WO2011096572A1 (ja) | 2010-02-08 | 2011-08-11 | Necエナジーデバイス株式会社 | 非水電解液二次電池 |
KR101412899B1 (ko) * | 2010-02-12 | 2014-06-26 | 미쓰비시 가가꾸 가부시키가이샤 | 비수계 전해액 및 비수계 전해액 2 차 전지 |
JP5586532B2 (ja) * | 2011-06-23 | 2014-09-10 | 株式会社東芝 | 非水電解質電池及び電池パック |
-
2014
- 2014-02-28 US US14/771,684 patent/US9899703B2/en active Active
- 2014-02-28 WO PCT/JP2014/055184 patent/WO2014133171A1/ja active Application Filing
- 2014-02-28 JP JP2015503071A patent/JP6116029B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11354157A (ja) * | 1998-06-05 | 1999-12-24 | Mitsubishi Chemical Corp | リチウム二次電池およびその製造方法 |
JP2009070827A (ja) * | 2003-12-15 | 2009-04-02 | Nec Corp | 二次電池 |
JP2010177124A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Sony Corp | 非水電解質二次電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160013514A1 (en) | 2016-01-14 |
JP6116029B2 (ja) | 2017-04-19 |
WO2014133171A1 (ja) | 2014-09-04 |
US9899703B2 (en) | 2018-02-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5573313B2 (ja) | 非水電解液電池用電解液及びこれを用いる非水電解液電池 | |
JP5239119B2 (ja) | 非水電解液電池用電解液及び非水電解液電池 | |
JP2007273445A (ja) | ポリマーゲル電解質およびそれを用いたポリマー二次電池 | |
JP5641593B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
JP5601576B2 (ja) | 非水電解質組成物及び非水電解質二次電池 | |
JP6380377B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2013251066A (ja) | 非水電解液電池用電解液、及びこれを用いた非水電解液電池 | |
JP5163065B2 (ja) | 非水電解液二次電池および非水電解液組成物 | |
JPWO2014133163A1 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
WO2017154788A1 (ja) | 二次電池用電解液及び二次電池 | |
WO2011004483A1 (ja) | ポリマーゲル電解質及びそれを用いたポリマー二次電池 | |
JPWO2015087580A1 (ja) | 二次電池の製造方法 | |
KR102211367B1 (ko) | 유기전해액 및 상기 전해액을 채용한 리튬전지 | |
JP6116029B2 (ja) | ゲル電解質およびそれを用いたポリマー二次電池 | |
JP7314739B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
JP6341195B2 (ja) | 二次電池用電解液およびそれを用いた二次電池 | |
US10622674B2 (en) | Polymer gel electrolyte, lithium ion battery and method for producing same | |
JP6992362B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP5896154B2 (ja) | 固体電解質膜形成剤、およびそれを含有する電解液、蓄電デバイス | |
KR20170120897A (ko) | 유기전해액 및 이를 포함하는 리튬전지 | |
JP2009134943A (ja) | 非水電解質電池 | |
JP6086116B2 (ja) | リチウム二次電池用電解液およびこれを含むリチウム二次電池 | |
JPWO2014133161A1 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP2017182946A (ja) | リチウム二次電池用電解液およびこれを備えるリチウム二次電池 | |
KR20060045257A (ko) | 알킬포스페이트계 화합물이 첨가된 리튬폴리머전지용 겔폴리머전해질 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20161011 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170111 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20170118 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170221 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170316 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6116029 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |