JPWO2018168285A1 - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Abstract
Description
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極と、
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極と、
リチウム塩および環状ジスルホン酸エステルを含有する非水電解質とを備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記非水電解質は、ポリマーを含有する非水電解質であり、かつ、
前記リチウム塩の少なくとも一部は、イミドリチウム塩であるリチウムイオン二次電池が提供される。
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極(以下、単に「正極」ともいう)と、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極(以下、単に「負極」ともいう)と、リチウム塩および環状ジスルホン酸エステルを含有する非水電解質(以下、単に「非水電解質」ともいう)とを備える。
はじめに、非水電解質について説明する。本実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、リチウム塩および環状ジスルホン酸エステルを含有する非水電解質を備える。この非水電解質は、ポリマー含有電解質であり、かつ、リチウム塩の少なくとも一部は、イミドリチウム塩である。なお、典型的には、本実施形態に係るポリマー含有電解質の性状は、流動性を有する液状であり、いわゆる「ポリマーゲル電解質」等として知られる、実質的に流動性が無い電解質ではないことが好ましい。
・リチウム塩
非水電解質は、リチウム塩を含有する。そして、リチウム塩の少なくとも一部はイミドリチウム塩である。イミドリチウム塩として具体的には以下一般式(1)のものが挙げられる。
n、m、n’およびm’は、好ましくは1〜8、より好ましくは1〜4である。
非水電解質は、環状ジスルホン酸エステルを含有する。
環状ジスルホン酸エステルとして具体的には、以下一般式(2)のものが挙げられる。
Xは、分岐していてもよい置換もしくは無置換のアルキレン基を示す。
Yは、分岐していてもよい置換もしくは無置換のアルキレン基、カルボニル基、スルフィニル基、分岐していてもよい置換もしくは無置換のパーフルオロアルキレン基、分岐していてもよい置換もしくは無置換のフルオロアルキレン基、エーテル結合を含み分岐していてもよい置換もしくは無置換のアルキレン基、エーテル結合を含み分岐していてもよい置換もしくは無置換のパーフルオロアルキレン基またはエーテル結合を含み分岐していてもよい置換もしくは無置換のフルオロアルキレン基を示す。
Zは、酸素原子、メチレン基または単結合を表す。
非水電解質は、ポリマーを含有する。非水電解質中にポリマーを導入する方法としては、(i)ポリマー単独を合成して非水電解質の他の成分と混合する方法や、(ii)最終的なポリマーの前駆体である反応性のモノマー、オリゴマーまたはポリマーを、非水電解質の他成分と混合し、その後、非水電解質中で前駆体を反応(重合反応、架橋反応など)させて最終的なポリマーを得る方法などがある。
非水電解質は、非水系の溶媒を含有することが好ましい。この溶媒としては特に限定されるものではなく、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)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ビニレンカーボネート(VC)等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類;トリメトキシメタン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン等のオキソラン類;アセトニトリル、ニトロメタン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の有機酸エステル類;リン酸トリエステルやジグライム類;トリグライム類;スルホラン、メチルスルホラン等のスルホラン類;3−メチル−2−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類;1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類等が挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極を備える。正極は、典型的には、集電体層と、その集電体層の片面または両面に正極活物質層を設けた構造である。そして、正極活物質層は、通常、正極活物質、バインダー樹脂および導電助剤を含む。
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極を備える。負極は、典型的には、集電体層と、その集電体層の片面または両面に負極活物質層を設けた構造である。そして、負極活物質層は、通常、負極活物質と、必要に応じて結着剤や導電助剤を含む。
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、セパレータを備えることが好ましい。セパレータは主に樹脂製の多孔膜、織布、不織布等からなり、その樹脂成分として、例えばポリプロピレンやポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、またはナイロン樹脂等を用いることができる。特にポリオレフィン系の微多孔膜は、イオン透過性と、正極と負極とを物理的に隔離する性能に優れているため好ましい。また、必要に応じて、セパレータには無機物粒子を含む層を形成してもよく、無機物粒子としては、絶縁性の酸化物、窒化物、硫化物、炭化物等を挙げることができる。なかでもTiO2やAl2O3を含むことが好ましい。
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、適当な外装容器に収められることが好ましい。外装容器には可撓性フィルムからなるケースや缶ケース等を用いることができる。軽量化の観点からは可撓性フィルムを用いることが好ましい。可撓性フィルムには、基材となる金属層の表裏面に樹脂層が設けられたものを用いることができる。金属層には、電解液の漏出や外部からの水分の浸入を防止する等のバリア性を有するものを選択でき、アルミニウム、ステンレス鋼等を用いることができる。金属層の少なくとも一方の面には、例えば、変性ポリオレフィン等の熱融着性樹脂層が設けられる。可撓性フィルムの熱融着性樹脂層同士を対向させ、電極積層体を収納する部分の周囲を熱融着することで外装容器が形成される。熱融着性の樹脂層が形成された面と反対側の面となる外装体表面にはナイロンフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂層を設けることができる。
・正極の作製
正極活物質としてLiNi0.8Co0.1Mn0.1O2を92質量%と、導電助剤としてアセチレンブラックを5質量%と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデンを3質量%とを混合したものに、溶剤N−メチルピロリドンを加えてさらに混合して正極スラリーを作製した。これを集電体となるアルミニウム箔の両面に塗布、乾燥、そしてロールプレスして正極を作成した。なお、正極スラリーの塗布量は、ロールプレス後の集電箔も含めた厚さが135μmになるように調整した。
負極活物質として黒鉛97質量%と、バインダーとしてスチレン・ブタジエンゴムとカルボキシルメチルセルロースの混合物3質量%とを混合し、イオン交換水を加えてさらに混合して負極スラリーを作製した。これを集電体となる銅箔の両面に塗布、乾燥、そしてロールプレスして負極を作成した。なお、負極スラリーの塗布量は、ロールプレス後の集電箔も含めた厚さが163μmになるように調整した。
以下の工程(1)〜(4)を順に行うことで、評価用の電解質を作成した。
(1)エチレンカーボネート(EC)30vol%、ジエチルカーボネート(DEC)60vol%およびエチルメチルカーボネート(EMC)10vol%を混合してベース電解液を作製した。
(2)上記(1)で得られたベース電解質に対して、リチウム塩として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)とリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)を添加し、混合した。添加量は、最終的な電解質中での濃度が、LiPF6 0.7mol/L、LiFSI 0.2mol/Lとなるようにした。
(3)上記(2)で得られた液に対し、環状ジスルホン酸エステルとしてメチレンメタンジスルホネート(前掲の表2の化合物No.1)と、前駆体化合物とを、添加し、混合した。添加量は、最終的な電解質中での濃度が、メチレンメタンジスルホネート 3.2質量%、ポリマー1.0質量%(前駆体化合物が全て反応したと仮定)となるようにした。
なお、前駆体化合物としては、反応性の環状エーテル構造を側鎖に有する(メタ)アクリレート系ポリマーを用いた。
(4)上記(3)で得られた液を、45℃の環境下に7日間置くことで、前駆体化合物を反応させた。
上記で作成した正極と負極を、ポリプロピレン製セパレータを介して積み重ねて積層体を製作し、ラミネート外装体に収容した。その後、上述の調合済の電解質を注液し、ラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。
電解液について、リチウム塩の量を、調合後の電解質中の濃度がLiPF6 0.45mol/L、LiFSI 0.45mol/Lとなるように変更したことを除いては、実施例1と同様に電解質を作製し、これを利用してラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。
電解液について、リチウム塩としてLiPF6のみを用い、その濃度が、調合後の電解質中において0.9mol/Lとなるようにしたことを除いては、実施例1と同様に電解質を作製し、これを利用してラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。
電解液について、リチウム塩としてLiPF6のみを用い、その濃度が、調合後の電解質中において0.9mol/Lとなるようにしたこと、および、ポリマーを混合しなかったことを除いては、実施例1と同様に電解質を作製し、これを利用してラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。
電解液について、リチウム塩の量を、調合後の電解質中の濃度がLiPF6 0.45mol/L、LiFSI 0.45mol/Lとなるように変更し、かつ、ポリマーを混合しなかったことを除いては、実施例1と同様に電解質を作製し、これを利用してラミネート型リチウムイオン二次電池を作製した。
上記実施例および比較例で作製したラミネート型リチウムイオン二次電池を、0.12Cの定電流で3.1Vとなるまで充電し、その後、3.1Vの定電圧で、前記定電流充電と合わせて計1時間となるように充電を行った。なお、1Cとは1時間で充電が完了する電流値であり、正極および負極の材料とその使用量等から理論的に求めた。
この一連の充電(初回充電)において発生した初期ガスの量を、ラミネート型リチウムイオン二次電池の体積変化量を測定することにより定量した。
評価結果を表3に示す。初期ガス量は以下の指標により記載した。
A:初期ガスの発生量(体積)が、比較例2の初期ガスの発生量(体積)と比較して15%以上減少した。
B:初期ガスの発生量(体積)が、比較例2の初期ガスの発生量(体積)と比較して10%以上15%未満減少した(今回の実施例および比較例では該当なし)。
C:初期ガスの発生量(体積)が、比較例2の初期ガスの発生量(体積)と比べて10%未満しか減少しなかった、または、初期ガスの発生量(体積)が比較例2より増加した。
上記の初回充電を行ったラミネート型二次電池を用いて、高温サイクル特性を評価した。具体的には、温度45℃に設定した恒温槽内で、充電レート1.0C、放電レート1.0C、充電終止電圧4.15V、放電終止電圧2.5Vの充放電サイクルを繰り返した。300サイクル後の放電容量と、2サイクル目の放電容量とを比較することで、容量維持率を求めた。この評価結果を表3に示す。表3において、容量維持率は、比較例1の維持率を100に規格化したときの値である。
Claims (6)
- リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極と、
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極と、
リチウム塩および環状ジスルホン酸エステルを含有する非水電解質とを備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記非水電解質は、ポリマーを含有する非水電解質であり、かつ、
前記リチウム塩の少なくとも一部は、イミドリチウム塩であるリチウムイオン二次電池。 - 前記環状ジスルホン酸エステルの含有量が、前記非水電解質の全体を基準として2.0〜5.0質量%である請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記非水電解質中のリチウム塩の総量に対する前記イミドリチウム塩の割合が、10〜50mol%である請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記非水電解質中のポリマーの含有量が、前記非水電解質の全体を基準として0.5〜2.0質量%である請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記正極が、正極活物質としてリチウムニッケル複合酸化物を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記リチウムニッケル複合酸化物が、LiaNixM1−xO2(0<a<1.2、0.45<x<0.95、Mは、Mn、Co、Fe、Zr、Alから選択される少なくとも1種以上の元素)で表される化合物である、請求項5に記載のリチウムイオン二次電池。
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JP7322892B2 (ja) * | 2018-10-31 | 2023-08-08 | 株式会社Gsユアサ | 非水電解質二次電池、非水電解質二次電池の製造方法及び非水電解質二次電池の使用方法 |
CN112366350A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-02-12 | 万向一二三股份公司 | 一种电解液添加剂、含有该添加剂的电解液及锂离子电池 |
WO2022202607A1 (ja) * | 2021-03-24 | 2022-09-29 | 東亞合成株式会社 | 固体又はゲル状電解質、固体又はゲル状電解質用硬化型組成物及びリチウムイオン二次電池 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11185807A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
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 |
WO2014080870A1 (ja) * | 2012-11-20 | 2014-05-30 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
WO2015186517A1 (ja) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | ソニー株式会社 | 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3717632B2 (ja) | 1997-05-09 | 2005-11-16 | 三洋電機株式会社 | 電池の製造方法 |
JP4697382B2 (ja) * | 2003-11-11 | 2011-06-08 | 日本電気株式会社 | 非水電解質二次電池 |
KR100873270B1 (ko) * | 2006-10-25 | 2008-12-11 | 주식회사 엘지화학 | 비수 전해액 및 이를 포함하는 전기화학소자 |
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CA2625271A1 (en) | 2008-03-11 | 2009-09-11 | Hydro-Quebec | Method for preparing an electrochemical cell having a gel electrolyte |
US20120115037A1 (en) * | 2009-07-09 | 2012-05-10 | Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. | Polymer gel electrolyte and polymer secondary battery using same |
JP5427101B2 (ja) * | 2010-04-27 | 2014-02-26 | 株式会社日立製作所 | 非水電解液及びそれを用いた非水電解液二次電池 |
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US9905887B2 (en) | 2012-06-05 | 2018-02-27 | Nec Corporation | Lithium secondary battery |
US9899703B2 (en) * | 2013-03-01 | 2018-02-20 | Nec Corporation | Gel electrolyte and polymer secondary battery using same |
WO2015037323A1 (ja) * | 2013-09-13 | 2015-03-19 | 日本電気株式会社 | 電解液及び二次電池 |
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11185807A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-07-09 | Sanyo Electric Co Ltd | リチウム二次電池 |
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 |
WO2014080870A1 (ja) * | 2012-11-20 | 2014-05-30 | 日本電気株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
WO2015186517A1 (ja) * | 2014-06-05 | 2015-12-10 | ソニー株式会社 | 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 |
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