TWI281278B - Battery - Google Patents

Battery Download PDF

Info

Publication number
TWI281278B
TWI281278B TW094124437A TW94124437A TWI281278B TW I281278 B TWI281278 B TW I281278B TW 094124437 A TW094124437 A TW 094124437A TW 94124437 A TW94124437 A TW 94124437A TW I281278 B TWI281278 B TW I281278B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
electrolyte
negative electrode
battery
positive electrode
group
Prior art date
Application number
TW094124437A
Other languages
English (en)
Other versions
TW200618367A (en
Inventor
Momoe Adachi
Shigeru Fujita
Atsumichi Kawashima
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of TW200618367A publication Critical patent/TW200618367A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI281278B publication Critical patent/TWI281278B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators 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
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0569Liquid materials characterised by the solvents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators 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
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0567Liquid materials characterised by the additives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators 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
    • H01M10/0565Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • H01M6/162Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
    • H01M6/164Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solvent
    • YGENERAL 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Description

1281278 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種電池,复认 mu狀之外殼部件 備正極、負極以及電解質。 ” 【先前技術】 近年來,筆記本型個人
^ ^ 、照相機體型VTR (:deotape Recorder ;磁帶錄像機)或者行動電話等 電子機器相繼出現,且人們 问贡式 们止4未其小型化及輕 之相伴,作為可攜帶鞞 人 〜耗可之W式電源,二次電池正 目,且正在活躍進行旨在獲 ' 如此類中,作為且有古处曰月、度之研究。於諸 作為具有4置密度之二次電池, 電池應運而生,且正開始其實用化。 子一-人 先前,於鋰離子二次電池中, 直使用有於非水溶婵中、.容 “’、 之物質,— “合媒中冷解有鋰鹽之液狀電解質之雷舷 液。因此,為防止液漏,必須 件,嚴柊心… 肩使用金屬制容器作為外殼部 金屬製容器,則外殼部件使用 小面積之卡“積之薄片型電池、較薄且 、 垔電池或者柔軟且自由度更g > 等變得極為因難。 I冋之形狀的電池 此處’提出有一錄一 電解液保持二種子=池,其代替電解液,使用有使 專利文獻υ。、因;; =中1 中之凝膠狀電解質(例如參照 使用複合臈,可1 牛…、液漏問題’故可於外毅部件 且可提高形狀之=他、她fc及薄型化, W1852 ,則於高溫環境下保存時 之分解反應,導致容量下
1281278 [專利文獻1]曰本專利驻ολλι 号旧将開2001-283910號公報 [發明所欲解決之問題] 然而,若外殼部件使用複合膜 存有以下問題:由於正極中溶媒 降,且氣體產生而導致電池膨脹 而’近年來’於使用複合料作為外殼部件之電池方 面,亦正在研究使用液狀電 # ,目山—曰 狀冤解貝,但於此情形時,顯著地 士义^ 〃體產生所造成之膨脹等問題。 本叙明係鑒於相關之問題點^ ^ ^ ,斤7°成者,其目的在於提供 膨脹之電池。 里下降,且可抑制電池 【發明内容】 本發明之電池,係於臈狀外殼部件 負極以及電解質者,電解質係包含— 液係選自由化]所示之羧酸酯及化2所 至少一種。 [化1] Ψ 0 I |1 R2 — c —e_〇_R4 R3 之内部,具備正極與 種電解液者,該電解 示之酮所組成之群中 (式中,Rl、R2、R3及R4表[化2] 碳數為 至4之烷基 101852 1281278 R5 Ο
I II —C — C _^R8
I R7 (式中,R5、R6、R7及R8表示碳數為…之烧基。) [發明之效果] 本發明之電池,因其係㈣下方式製成者:於電解質中 含有電解液,該電解液含有篦-+ ,第二烷基直接鍵合於羰基之羧 酸醋或嗣,故即使於高溫環境下保存,亦可抑制正極中之 溶媒之分解反應,從而可抑告丨丨交0 守卩制谷罝之下降,且可抑制電池 之膨脹。 【實施方式】 以下,參照圖解就本發明之實施方式加以詳細說明。 [第一實施方式] 圖1係分解表示本發明之第一實施方式相關之二次電池 者。該二次電池,係於膜狀外殼部件3〇内部具備設置有正 極端子11及負極端子12之捲繞電極體20者。 j正極端子11及負極端子12,分別自外殼部件30内部向外 P例如方、同一方向上導出。正極端子U及負極端子12, 盖刀別由叙(Ai)、鋼(Cu)、鎳(Ni)或不銹鋼等金屬材料 構成,分別製成薄板狀或網眼狀。 /殼部件3〇,例如,其藉由將尼龍膜、㈣及聚乙稀膜 亥順序貼合之矩形之複合膜所構成。外殼部件30,例 如’以聚巧m側與捲繞電極體2()相對之方式加以配設, 各外緣相由炫接或黏結劑相互密著。於外殼部件30與正 101852 1281278 極端子11及負極端子12之間,為防止外部氣體侵入而插入 有密著膜。密著膜31,其藉由對於正極端子μ負極端 子12具有密著性之材料構成,例如,於正極端子u及負極 端子12藉由上述金屬材料構成之情形時,較好的是,藉由 χκ乙烯聚丙烯、蜒性聚乙烯或變性聚丙烯等聚烯烴樹脂 構成。 再者’外殼部件3Q ’其亦可代替上述複合膜,藉由具有 鲁#他結構之複合膜、聚丙烯等高分子膜或者金屬膜構成。 圖2係表示沿圖1所示之捲繞電極體2 0之Π _ Π線之剖面構 造者。捲繞電極體20係介由隔離件32及電解質以積層、捲 繞正極與負極22者’藉由保護帶乃保護最外周部。 極2 1 /、有例如具有相對的一對面之正極集電體 21A及°又置於正極集電體21A兩面或單面之正極活性物 質層21B。於正極集電體21A中,具有於長度方向之其中 一端部未設置正極活性物質層21B而露出之部分,於此露 • *部分設置有正極端子11。正極集電體21A,例如藉由鋁 [鎳荡或不銹鋼領構成。例如藉由含有可吸著及放出鋰 (Li)之正極材料作為正極活性物質,構成正極活性物質層 21B。 至於可吸著及放出鋰之正極材料,為提高能量密度,較 子力疋§有鋰、過渡金屬元素及氧(〇)之含鋰化合 物’其中作為過渡金屬元素,若含有包含選擇由钻(c〇)、 錄及!孟陶所組成之群中至少一種者則更好。至於如此之 含經化合物,例如可列舉㈣複合氧化物(LiC〇〇2)、經鎳 101852 1281278 *曰。减物(UNixC()l.xQ2(x於G<x<1之範圍内)、或具有 穴日日石型結構之鐘鐘複合氧化物(LiMn2〇4)。又 酸化合物(uFeP〇4)等㈣酸化合物亦為較好。…载夕丰 進^正極活性物質層21B ’含有例如導電劑,根據需要 里或κ、可含有結著劑。至於導電劑’例如可列舉石墨、碳 …etjen bUek#碳材料,可使用其中—種或混入 二上使用。又,除碳材料以外,若為具有導電: 則亦可使用金屬材料或導電性高 4, :稀=舉:乙稀Μ.、氟系橡㈣者二 可使用发中橡膠、或聚偏氣乙烯等高分子材料, 一中種或混合兩種以上使用。 負極22,例如其含有具有相對的— 以、及設置於負極集電體以之 ^之負極集電體 物質層22Β。畜托隹币 或早面之負極活性 …2Β貞極集電體22Α,例如 化學穩定性、導電性及機械強度之铜。;;=好電 等金軸成。尤其是,因銅荡具有二=不糊 最好。 虿叙呵之導電性,故而 負極活性物質層22Β,其藉由含有可 極材料之任-種或兩種以上作為負極活 文出鐘之負 據需要,亦可含有例如與正極活性物 S而構成’根 劑。 貝層2 1Β相同之結著 至於可吸著及放出鋰之負極材 金屬氡化物或高分子化合物等。歹、如可列舉碳材料、 易石墨化之碳、(。。2)面之面間至=材料’例如可列舉 為〇·37 _以上之難石墨 101852 -10- 1281278 化之碳、或(002)面之面間隔為0.340 nm以下之石墨。更具 體而言,存有熱分解碳類、焦炭類、石墨類、玻璃狀碳 類、有機高分子化合物燒成體、碳纖維或活性炭等。其 中於焦炭中存有瀝青焦、針狀焦或石油焦等,所謂有機 高分子化合物燒成體,係指以適當之溫度鍛燒酚系樹脂或 呋喃樹脂等高分子化合物燒成而碳化者。又,至於金屬氧
化物’可列舉氧化鐵、氧化釕或氧化鉬等,至於高分子化 合物’可列舉聚乙炔或聚吡咯等。 又,至於可吸著及放出經之負極材料,可列舉可與經形 f合金之金屬元素或半金屬元素之單體,合金或化合物。 藉此’於§亥二次電池中可獲得高能量密度。 至於如此之金屬元素或半金屬元素,例如可列舉錫 ㈣、船(Pb)、銘(A1)、銦⑽、邦〇、鋅(zn)、録州、 叙、鑛(Cd)、鎂(Mg)、删(B)、鎵(Ga)、鍺(叫、石申 (As)銀(Ag)、錯(Zr)、紀⑺或給㈣。至於該等之合金 =物’例如可列舉以化學式㈣表…於此化 于式中,Ma表示可與鋰形成合金之金屬元素及半全屬元 素中之至少-種,Mb表示除心以外之元素中至少 及z之值分別為y>〇、G〇。 其中,較好的是於長週期型週期表 半金屬元素之單俨^^ *孟屬兀素或 “ 或§亥等之合金或化合物,特別好的是 矽或錫之單體㈣好的疋 等之吸著… 物。其原因在於:該 由將其加以組合可提1…〜先則之石墨比較,藉 “負極22之能量密度。再者,該等既 101852 1281278 可為結晶質,亦可為非晶質者。 關於如此化合物,若具體舉例,則有LiAl、AlSb、
CuMgSb、SiB4、SiB6、Mg2Si、Mg2Sn、奶山、τ^2、 M〇Sl2、C〇Si2、NiSi2、CaSi2、心叫、“Μ、卜卟、 MnSl2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、Ζη^、训、叫N4、
Si2N20> SiOv(〇<v^2), sn0w(0<w^2). SnSi03 > LiSiO 或LiSnO等。 此負極活性物質層22B,例如,既可為藉由塗布而形成 者’又’亦可為藉由選擇由氣相法、液相法及燒成法所組 成之鲆中至少一種方法而形成者。所謂燒成法,係根據需 要將粒子狀之負極活性物質與結著劑或溶劑等混合而成形 後’例如以高於結著劑等之融點之溫度進行熱處理之方 法。於此情形時’可抑制伴隨充放電之負極活性物質層 22B之膨脹.收縮所造成之破壞,且可將負極集電體以與
負極活性物質層22B—體化,可提高負極活性物質層22B 之電子傳導性,故而較好。 一 句孕乂好…可減少或排除結著劑及空 隙寺,亦可將負極22薄膜化,故而較好。 於此情形時,較好的是,負極活性物質層加,於與負 =集電體22A之界面之至少—部分中與負極集電體以合 ^ ^ 的疋於界面中負極集電體22A之 構成元素於負極活性物質層22B上、或負極活性物質之構 ^素於負極集電體22A上,或者該等相互擴散。此合金 ::多數與藉由氣相法、液相法或燒成法形成負 物貝層22B時同時產生,但亦可藉由實施進一步之熱處理 101852 •12- 1281278 而產生。 隔離件23 ’例如’藉由聚四敗乙烯、聚丙烯或聚乙稀等 合成樹脂製之多孔質膜’或陶瓷製之多孔質膜所構成,亦 可採用積層該等兩種以上之多孔質膜之構造。其中,聚烯 烴製之多孔質膜防止短路效果優異,且可藉由關閉效果提 高電池之安全性,故而較好。
電解質24係將電解液保持於保持體中即所謂凝膠狀電解 質中者。;疑膠狀電解質可獲得高離子傳導率, 、 7卞且可防止漏 液,故而較好。 餐解液含有例如電解質鹽、及溶解該電解質鹽之溶媒。 至於電解質鹽,可列舉LiPF6、LiBF4、Uci〇4、。〜匕、 LiN(CF3S02)2 或 LiN(C2F5S02)2 望 . I 以
LiN(CmF2m+iS02)(CnF2n+1S02)表示之鋰鹽、Lic(CF3S〇 )等 以 LiQCpFwSOaCqF^SC^CrFMSO2)表示之鍾鹽 3等
LiB(C6H5)4、LiB(C204)2、LiCF3S03、LiCH3S〇3、LiCl、 或LiBr等鋰鹽。電解質鹽,既可單獨使用其中任一種 亦可混合使用兩種以上。再者,m、η、p、q及r為1以 整數。 之
LiCICX
LiAsF, 其中,若使用LiPF6、LiBF, 以 及
LiN(CmF2m”S02)(CnF2n+丨 S02)表示之經蹿、
LqCpFwSC^KCqFh + jOaCrFMSO2)表* 之鍾鹽之任 一種或混合使用兩種以上,則可提高保存 壬 、、 丨土寻電池特 性,且可減小内部電阻,進而可獲得高導, %干,故而輕 好,若將LiPF6與選自由UBF4、LiClO τ· 、LiAsF,、 101852 -13 - 1281278
LiN(CmF2m + ]S〇2)(CnF2n + iS〇2)表示之鐘鹽、及 •C(CpF2p+1S〇2)(CqF2cj+iS〇2)(CrF2r+】S〇2)表示之鐘鹽所組 成之群中至少一種混合使用,則更好。 溶媒中含有化3所示之羧酸酯或化4所示之酮。如此若含 有第一烧基直接鍵合於羰基之羧酸酯或酮,則即使於高溫 壤境下保存亦可抑制正極21中之溶媒之分解反應。該等既 可單獨使用,亦可混合複數種使用,亦可將羧酸酉旨與_混 合使用。 [化3] 4 化 ο - onnc R4 R5 〇 R6
I II C--Q一Rg 於化3中,IU、R2、RuR4,較好的是碳數為…之 基。又’於化4中,心以⑻及^較好的是碳數》 至4之烷基。若烷基之碳數較大’則黏 h、RW4”tR5、R6、R7AR8:^ 同,亦可不同。 ㈣’既可分別 則存有 化3所不之羧酸酯,若具體舉, 101852 -14- 1281278 (CH3)3CCO〇CH3、(CH3)3CCOOC2H5、(C2H5)3CCOOCH3、 (CH3)2(C3H7)CCOOCH3、(CH3)(C2H5)(C4H9)CCOOC2H5 或 (CH3)3CCOOC4H9等。又,化4所表示之嗣,若具體舉例, 貝 1J 存 有(CH3)3CCOCH3 、 (CH3)3CCOC2H5 、 (C2H5)3CCOCH3 、 (ch3)2(c3h7)ccoch3 、 (CH3)(C2H5)(C4H9)CCOC2H5 或(CH3)3CCOC4H9 等。 較好的是,電解液中之化3所示之羧酸酯及化4所示嗣之 含量於5質量%以上70質量%以下之範圍内。其原因在於: 若設於此範圍内,則可獲得更高之效果。 又,溶媒,除上述羧酸酯或酮外,亦可混合入先前使用 之其他非水溶媒。至於其他非水溶媒,例如可列舉碳酸乙 烯S旨、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯或碳酸亞乙烯酯等環狀碳 酸酉曰,石反酸一甲酯、碳酸二乙酯或碳酸甲乙酯等鏈狀羧酸
酯,醋酸甲酯、丙酸甲酯或丁酸甲酯等其他羧酸酯,或P 丁内酯、γ-戊内酯、環丁砜、四氫呋喃、2_甲基四氫呋喃 或1,2-二甲氧基乙烷等醚類。其中較好的是,碳酸乙烯 酯、碳酸丙烯酯、碳酸亞乙烯酯、γ-丁内酯或丫_戊内酯。 其原因在於可獲得高離子傳導性。該等既可單獨使用,亦 可混合使用複數種。 又,較好的是’溶媒含有以函素置換環狀碳酸酿之至少 -部分氫之環狀碳酸_生物。其原因在於可獲得高離子 傳導性’且可提高循環特性。至於如此之環狀碳酸醋衍生 物,例士口Τ列舉將碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯之至少一部分 氫置換成鹵素之衍生物。具體可列舉4_氟_1,3_二氧戊产2 101852 1281278 酉同、4惫 三氧甲環彿4_漠],3-二氧戊環-… 氧戊環二7戊環-2-酮等’其中較好的是4-氣-1,3-二 保持體I可= 物,例如可列舉=τ=。作為高分子化合 丙烯之妓平必 /扁贶乙烯、偏氟乙烯及六氟 含有聚氧化乙烯^四鼠乙烯、聚六氟丙烯、聚氧化乙烯或 猜作為重複交聯體、含有聚氧化丙婦或聚甲基丙婦 乙歸醇、:;:者、議、她、聚醋酸乙稀醋、聚 苯乙稀丁.醆甲醋、聚丙稀酸、聚甲基丙婦酸、 酉旨。^聚苯乙稀或聚碳酸 烯腈、聚偏,到電化學%定性之觀點,較理想的是聚丙 月〜偏贶乙烯、平上齑 共聚物、或者且古取1 /、烯、偏氟乙烯與六氟丙烯之 於電解液,高二聚氧化乙烯結構之高分子化合物。相對 同,伸是通::π合物之添加量根據兩者之相容性而不 該的是電解液之5質量%至50質量%左右。 、, 列如可以如下方式製造。 二製^極集電體21八上形成正極活性物質層 等導電劑以及聚偏氣歹乙H正極活性物質粉末與碳材料 後,使該正極合::::::::混今而調製正極合劑 製成正極合劑聚料,將〜甲八基〜比略院酮等分散劑中 21Α上且使之”厂 &劑漿料塗布於正極集電體 2]Β。 “’I缩成形’藉此形成正極活性物質層 育先’例如’於負極集電體22Α上形成負極活性物質層 J0I852 -16- 1281278 22B而製作負極22。 氟乙稀等結著劑混合 /負極活性物質之粉末與聚偏 散於N-曱美二广’周製負極合劑後,使該負極合劑分 將 土比咯烷_等分散劑中製成負極合劑漿料, 、、合劑漿料塗布於負極隼電體22A上且# β p 壓縮成形,,此來“ 使之乾無, 曰 /成負極活性物質層22B。 又’例如,亦可粒士 a 積於負極集電體2;A上目法使負極活性物質堆 而,既可於負極集電卜成負極活性物質層咖。進 物質之前驅層後,夢…形成含有粒子狀之負極活性 氣相法、液相法錢成:中之=燒成而形成,亦可組合 此藉由選白i α 中之兩種以上之方法而形成。如 少一種方法形ΓΖ、、、液相法及燒成法所組成之群中之至 於與負極集電體22^^^層22B ’藉此,根據情形可 電體22A合全化< g 4 "的至少一部分上形成與負極集 孟化之負極活性物質層22B。 再者’為使負極隼雷w 面進一步合金化、#、版與負極活性物質層22B之界 … 口孟化’進而亦可於吉办友> 進行熱處理。特別是,於、、;;氣氣下或非氧化氣氛下 質層22β之情步广 "下述之鍍金形成負極活性物 體-之界面上;質層咖於與負極集電 需要進行熱處理。又,於— 形,故而較好的是根據 藉由使負極集電體22纽=氣相法形成之情形時,存有 步合金化而提高特性之情形:活性物質層22B之界面進一 熱處理。 故而杈好的是根據需要進行 再者,至於氣相法,例如 使用物理堆積法或化學堆積 101852 17 - 1281278 法,具體而言,可利用真空蒸鍍法、濺鍍法、離子電鍍 ^ 田射瘵鍍法、熱 CVD(Chemical Vapor Deposition ;化 ^ L積)去或CVD法等。至於液相法,可使用電解鍍 或"、、甩解鍍金等眾所周知之方法。燒成法亦可利用眾所 周知之方沐,AT , 例如可利用氣氛燒成法、反應燒成法或熱壓 燒成法。 Μ 進而,例如於正極集電體21Α上設置正極端子Η,且於 正極活性物質層21Β上,即正極以之兩面或單面上形成使 電=液保持於保持體之電解質24。又,於負極集電體22Α 上叹置負極端子12,且於負極活性物質層22Β上,即負極 之兩面或單面上形成使電解液保持於保持體之電解質 24 〇 、 开/成电解質24後’例如將形成有電解質24之正極幻盥負 極22介由隔離件23進行積層後,於長度方向捲繞,且:最 外周部黏結保護帶25而形成捲繞電極體加。 形成電極體20後,例如於外殼部件%之間夾人捲繞電極 體20 ’藉由熱熔接等使外殼部件⑼之外緣部彼此密著而封 入。此時’於正極端子u及負極端子12與外殼部件%之間 插入密著膜31。藉此完成圖1及圖2所示之二次電池。 又’亦可以如下方式制淇μ^ 、 万式I化上述二次電池。首先,以如上 所述之方式製作正極21及負極22,μ I』 貝拉22於正極21及負極22上設 置正極端子11及負極端子〗2德 而卞丨2後,介由隔離件23積層捲繞正 極21與負極22,於最外周部零 —、、Ό保護帶25,形成作為捲繞 電極體2 0之前驅體之捲繞體 而,將該捲繞體夾入該外 101852 -18- 1281278 殼部件3 0之間,除土 ^ /、 邊將外周緣部熱熔接而f成f &, 收納於外殼部件30之内 要而襄成-狀 苴人古—说+ ▲而,準備電解質用組合物, …3有浴媒、電解質鹽、 儿人仏 马回刀子化合物原料之聚合性 化δ物,以及根據需要之人 材料.^ Λ 口叙蜊、聚合抑制劑等其他 材枓,注入外殼部件30之内部。 聚合性化合物,若传可拉 高八人必本 、由聚^而形成可保持溶媒等之 , 〜、者。至於聚合性化合物,例 如可使用具有醚基或_基者, SI A i? ^ Λ ^ . 奴子的疋於末端具有丙烯酸 ®曰基或甲基丙烯酸酯基等可 物@ σ之S此基者。聚合性化合 物既可早獨使用任—種,亦可混合使用兩種以上。 注入電解質用組合物後,直办 、”工乳巩下熱熔接密閉外殼 口 Μ牛30之開口部。繼而 取人 琢而要加熱,使聚合性化合物 聚合而形成高分子化合物,藉 精此I成减膠狀電解質24,梦 配圖1及圖2所示二次電池。 、 再者,於製作捲繞體後並非注入電解質用組合物,例 二:亦可於正極21及負極22上塗布電解質用組合物後進行 且封入外殼部件30内部,進而根據需要加熱形成電 解貝24。又,亦可於正極21及負 次貞極22上塗布電解質用組合 ’於根據需要加熱形成電解質24後將其捲繞,封入外私 部件30内部。但,較好的是於封人外殼部件%内部後形成又 電角午貝24之方法。其原因在於:可充分提高電解質μ與隔 離件23之界面接合,從而可抑制内部阻抗之上升。 若於此二次電池中進行充電,則例如鋰離子自正極门中 被放出,而介由電解質24吸著於負極22中。另一方面,若 Ϊ01852 -19- I281278 、行放電貝]例如鐘離子自負極22中被放出,而介由電解 4吸著於正極21中。此時,電解質24含有第三烷基直接 “、羰基之羧酸酯或酮,故而即使例如於高溫環境下, 亦可抑制正極21中之溶媒之分解反應。因此,可抑制容量 之下降,且可抑制氣體之產生。 _於如此之本實施方式中’於電解質24中含有包含化3所 不之幾酸醋或化4所示之酮的電解液,故而即使於高加下 Γ存亦可抑制正極21中之溶媒之分解反應,從而可抑:容 里之下降,且可抑制電池之膨脹。 [第二實施方式] 2發明第二實施方式相關之二次電池,作為保持體 至=將選自由聚乙稀醇祕及其衍生物所組成之群中的 夕#加以^合之結構之高分子化合物’除此以外其仙 具有與第—實施方式相同之構成、作用及效果。 聚乙烯醇縮酸’其係一種於重複單元中 所示之縮醛基之处M 0有化5 (1) 構單开 、,“舞早70、含有化5(2)所示之氫氧基之级 及化5(3)所示之乙醯基之結構單元的化合^二 舉化5(1)所示之R為氫之聚乙烯甲縮 及R為丙基之聚乙烯醇丁縮醛。 巧 [化5]
101852 -20- 1281278 (式中,R表示氫原子或碳數為卜3之烷基。) 上8聚。乙稀醇_中崎之比例’較好的是於6一以 高與:下之範圍内。其原因在於:於此範圍内可提 又’:,:解性’且可進一步提高電解質之穩定性。 ▲乙烯醇縮醛之重量平均分子量,較好的是於ι〇,_ 500,_以下之範圍内。其原因在於若分子量過低則 '口反應難以進行,若過高則電解液之黏度會上升。
分子化合物,其既可係僅聚合聚乙烯醇曱縮醛、或 $聚合其竹生物之一種者,亦可係聚合該等之兩種以上 進而亦可係與聚乙稀醇縮酸及其衍生物以外之單體 之共聚物。又,亦可係藉由交聯劑聚合者。 X於此電解質24中,作為保持體,使用具有將選自由聚乙 烯知纟但醛及其衍生物所組成之群中之至少一種加以聚合之 結構的高分子化合物,故而可提高電解液之比例,從而可 ^曰加離子傳導性。 [第三實施方式] 本發明第三實施方式相關之二次電池,除電解質之構成 係未含有保持體之液狀之電解液,而於隔離件23中含浸該 電解液以外,其他則具有與第一實施方式相同之構成、作 用及效果。再者,電解液之構成與第一實施方式相同。 例如,可除代替電解質用組合物而僅注入電解液以外, 其他與第一實施方式同樣地製造該二次電池。 [實施例] 進而’就本發明之具體實施例加以詳細說明。 】〇1852 •21 - 1281278
(實施例1 - 1〜;I 首先以LkCO3 : c〇C〇3=〇.5:i之莫耳比混合碳酸鋰 (l=c〇3)與碳酸録(CgC〇3),於空氣中以鮮c燒成$小時, ,得作為正極活性物質之—(LiCo〇2)。繼而,將85質 f::獲得之鈷酸鋰、5質量份作為導電劑之石墨、及10 ”作為…著劑之聚偏氟乙烯混合而調製正極合劑。繼 而’使該正極合劑分散於作為分散劑之Ν-甲基-2-口比略烧 酮中製成正極合劑浆料後’均勾塗布於由厚度2〇 _銘猪 所構成之正極集電體21Α上且使之乾燥,以㈣機壓縮成 形’形成正極活性物質21Β,製作正極21。其後,於正極 2 1上設置正極端子1 ^。 曰 》肴知卞之石墨粉末作為負極活性物質,混合9〇質
^分之該石墨粉末、與1Gf量份之作為結著劑之聚偏敗乙 調製負極合劑’進而使其分散於作為分散劑之W 基如比錢酮中製成負極合劑锻料。繼而,將該負極合劑 浆料均勻地塗布於由i疮 冲、由厗度15 μπι銅箔所構成之負極集電體 22Α之兩面上’使之乾燥後,以輕屢機麼縮成形,形成負 極活性物質層22Β’製作負極22。繼而,於負㈣上設置 負極端子1 2。 製作正極21及負極22後’介由厚度25 _之微孔性聚乙 細膜所構成之隔離件23使正極21及負極22密著,於長度方 向上進行捲繞’於最外周部黏附保護帶25,藉此製作捲繞 又,於以碳酸乙稀酉旨:敌酸㈣:7之質量比將碳酸乙 101852 -22- 1281278 烯酯與化3所示之羧酸酯混合之溶媒中,以成為丨moi/丨之 方式使作為電解質鹽之LiPF6溶解,製作電解液。此時, 叛酸酯,於實施例1-1中設為(CHACCOOCH3、於實施例 1-2中設為(Ch3)3CCOOC2H5、於實施例中設為 (C2H5)3CCO〇CH3 ,於實施例 w 中設為 (ch3)2(c3h7)ccooch3 、於實施例 1_5.中設為 (CH3)(C2H5)(C4H9)CCOOC2H5、於實施例 1_6 中設為 (CH3)3CCOOC4H9。 相對於95質量份之該等電解液95,以5質量份之比例混 合聚合性化合物溶液,製作電解質用組合物。此時,於聚 合性化合物中,使用以三羥甲基丙烷三丙烯酸酯:聚乙二 醇二丙烯酸酯=3 : 7之質量比混合化6所示之三經甲基丙烧 丙烯酸酯與化7所示之聚乙二醇二丙烯酸酯(n平均為9)者。 [化6] C Η 3 CH 2 C CH2 [化7] cnnno
CH 3 chfch—〇<CH2 一 CH2—〇¥c— 0 ϋ 繼而,將製作之捲繞體裝填於外殼部件30中,且將外殼 部件30之三邊進行熱熔接。外殼部件3〇,其使用自最外層 順次積層25 μπι厚之奈米臈與4〇 μηι厚之鋁箔及3〇 之 101852 -23- I28l278 聚丙烯膜而成之防濕性鋁膜。 繼而,於外殼部件30之内部注入電解質用組合物,且於 減壓下將外殼部件30之殘留的—邊進行熱熔接’密封。其 後以玻璃板夾住,於75 C加熱30分鐘,使聚合性化合物 聚^,藉此使電解質用組合物凝膠化而製成電解㈣。藉 此後得圖1及圖2所示之二次電池。
&至於相對於實施例Η〜1_6之比較例Η〜卜3,除使用碳 駄一甲S曰、石厌酸甲乙酯、或碳酸二乙酯以代替羧酸酯以 外’其他與實施例丨-H,樣地製作二次電池。又,至 :比較例1-4’除使用鍵合有碳數為5個以上之烧基之幾酸 酉曰即(CH3)3CC00C5H9外,盆从办一 5 9卜,、他與貫施例1-1〜1-6同樣地製 作--電池0 南溫保存時之膨 池:,以如下方式調查高溫保存前容 脹量及高溫保存後之容量維持率。 j·先,於2坨環境下㈣GmA定電流 至電池電屋達到4.2 ¥後,以4 ^充電直 直至電流值it A 疋電奚進仃定電壓充電 L值建到1 mA,繼而 流放電直至雷%予广 m疋電流進行定電 也1至電池電壓達到3 〇 V。 高溫保存前之容量。 、寺之放電容量作為 繼而,以與上述相同條件, ^ 啊環境下保存2〇天。將此 人循環充電後,於 保持時之膨脹量。 、τ /厚度之變化量作為高溫 進而α與上述相同之條件,進 丁第一-人循環放電,求 101852 -24- 1281278 出此時之放電容量。計算(高溫保存後之放電容量/高溫保 存前之放電容量)x 100(%)作為高溫保存後之容量維持率。 該等之結果示於表1。 [表1] 電解質;電解液+聚合性化合物之聚合體 溶媒 南溫保存前 之容量 (mAh) 高溫保存時 之膨脹量 (mm) 高溫保存後 之容量維持 率(%) 實施例Μ EC+(CH3)3CCOOCH3 854 0.2 92.7 實施例1-2 ec+(ch3)3ccooc2h5 855 0.1 92.5 實施例1-3 ec+(c2h5)3cco〇ch3 847 0.1 92.6 實施例1-4 EC+(CH3)2(C3H7) ccooch3 847 0.2 92.8 實施例1-5 EC+(CH3)(C2H5)(C4H9) CCOOC2H5 848 0.1 90.4 實施例1-6 EC+(CH3)3CCOOC4H9 853 0.2 92.5 比較例Μ EC+碳酸二曱酯 850 0.4 87.5 比較例1-2 EC+碳酸甲乙酷 850 0.4 87.6 比較例1-3 EC+碳酸二乙酯 847 0.3 86.8 比較例1-4 EC+(CH3)3CCOOC5H9 785 0.1 90.8 EC:碳酸乙烯酯 如表1所表明,使用化3所示之魏酸酯之實施例1 -1〜1 - 6, 高溫保存時之膨脹量亦小於未使用其之比較例1-1〜1-3, 高溫保存後之容量維持率較高。又,高溫保存前之容量亦 高於以戊基代替化3所示之魏酸酯中之R4的比較例1 - 4。比 101852 -25 - 1281278 車乂例1 4電池中之容量之下降,於根據充放電曲線之形狀 及過充電之大小加以判斷時,一般認為其原因在於由於溶 媒黏度上升而導致負荷特性極端惡化。 即,已明確有,若電解質中含有包含化;3所示之羧酸酯 電解液則可抑制電池膨脹,且可提高電池高溫保存特 亦已月確有,鍵合之烧基、R2、们及之碳 數較好的是4以下。
(實施例2-1) 田 咏#何十均粗度(Ra)為0.5 μηι、厚度為35 μηι之電】 銅泊所構成之負極集電體22B上形成藉由蒸鍍法形成厚度 μπι之含切之負極活性物質層22B,除此以外,立他斑」 施例μ同樣地製作二次電池。 至於相對於實施例2-1之比較例2-1,除使用碳酸二η 4替羧酸酯以外’其他與實施例2-1同樣地製作二次, 池0 •同枵I貫施例Μ及比較例2-1二一久冤池〜力、興貫㈣ 、:二調查高溫保存前之容量、高溫保存時之膨脹量及 = 子後之容量維持率。其結果與實施例W及比較例 、°果一併表示於表2。 101852 -26- 1281278 [表2] 電解質;電解液+聚合性化合物之聚合體 負極 活性物質 溶媒 南溫保 存前之 容量 (mAh) 高溫保 存時之 膨脹量 (mm) —— 南溫保 存後之 容量維 持率(%) 實施例Μ 石墨 EC+(CH3)3CCOOCH3 854 0.2 92.1 實施例2-1 矽 EC+(CH3)3CCOOCH3 —---— 905 0.6 82.3 比較例1-1 石墨 EC+碳酸二甲酯 850 0.4 ---------a 87.5 比較例2-1 矽 EC+碳酸二曱酉旨 ----- 900 ---- 1.5 ----- 80.3 —~. EC:碳酸乙烯酯 如表2所表明,獲得與實施例^同樣之結果。即,明確 有,若於電解質中含有包含化3所示之敌酸醋之電解液, 則即使使用其他負極活性物f,亦可抑制電池膨脹,且可 提高電池之高溫保存特性。 (實施例3-1〜3-5) 除LiPF6以外,亦混合使用UBF4、Ua〇4、uAsF6、
LiN(CF3S〇2)2、丨LiC(CF3S〇2)3作為電解質鹽,除此以外 其他與實施例Μ同樣地製作二次電池。此時LiPh之濃度 設為^動^其他電解質鹽之濃度分別設為❻^·…。 關於貝%例3-1〜3-5之二次電池,亦與實施例卜丨同樣地 调查向溫保存前之容量、高溫保存時之膨脹量及高溫保存 後之容量維持率。其結果與實施例:Μ之結果-併表示於 表3中。 101852 -27- 1281278 [表3] 電解質;電解液+聚合性化合物之聚合物 電解質鹽 高溫保存時 之膨脹量 (mm) 南溫保存後之 容量維持率 (%)
高溫保存前 之容量 (mAh) 如表3所表明,除啊6以外亦使用其他電解質鹽之實施 例3-卜3-5,其高溫保存後之容量維持率亦高於僅使用 ㈣6之實施例Μ。,明確有,若於電解液中含有LiPF6 及除此之外的其他電解質鹽,則於高溫環境下保存時可抑 制容量之進一步下降。 (實施例4-1) 除使用化4所示之ig~(CH3)3cc〇cH3代替羧酸以外,其 他與貫施例1 -1同樣地製作二次電池。 ]〇1852 -28- I28l278 關於實施例4_ 1之二次電池,亦與實施例i - i同樣地調查 高溫保存前之容量、高溫保存時之膨脹量及高溫保存後之 容5維持率。其結果與實施例1 -1及比較例1 -1〜1-3之結果 一併表示於表4中。 [表4] 電解質;電解液+聚合性化合物之聚合體 溶媒 南温保存别 之容量 (mAh) 高溫保存前 之膨脹量 (mm) 高溫保存後之 容量維持率 (%) 實施例1-1 ec+(ch3)3ccooch3 854 0.2 92.7 實施例4-1 EC+(CH3)3CCOCH3 852 0.2 89.6 比較例Μ EC+碳酸二甲酯 850 ... 0.4 87.5 比較例1-2 EC+碳酸曱乙酯 850 0.4 87.6 比較例1-3 EC+碳酸二乙酯 847 0.3 86.8 E C:碳酸乙稀酉旨 如表4所表明,獲得與實施例1 -1同樣之結果。即,明確 有,於於電解質中含有包含化4所示之酮之電解液之情形 時,同樣可抑制電池之膨脹,且可提高電池之高溫保存特 性。 (實施例5 -1) 除未混合聚合性化合物混合而直接使用電解液以外,其 他與實施例1 -1同樣地製作二次電池。 至於相對於實施例5-1之比較例5-1,除使用碳酸二甲酉旨 代替羧酸以外,其他與實施例5-1同樣地製作二次電池。 101852 -29 - 1281278 即’係使用與比較例1 - 1相同之電解液者。 關於貫施例5-1及比較例5-1之二次電池,與實施例1 _丨同 樣地調查高溫保存前之容量、高溫保存時之膨脹量及高溫 保存後之容量維持率。其結果與實施例14及比較例14之 結果一併表示於表5中。 [表5] 電解質 之性狀 溶媒 局溫保 存前之 容量 (mAh) 南溫保 存時之 膨脹量 (mm) 高溫保存後之 容量維持率 (%) 實施例1-1 凝膠狀 EC+(CH3)3CCOOCH3 854 0.2 92.7 實施例5-1 液狀 EC+(CH3)3CCOOCH3 860 0.7 -^ 86.3 比較例Μ ~" 1 — 凝膠狀 -------- =S^ea:=::eS=:a^easa^ea!:K=*=B5asBaa«eee^e=eeseasas EC+碳酸二曱酯 850 0.4 --------a^ 87.5 比較例5-1 液狀 一丁------ --- EC+鹽酸二甲酯 860 1.6 85.4 -^^ EC ·· 碳酸乙:》: —-------- 希酯 貝她例i-i,比較例1-1;電解液+聚合性化合物之聚合體 如表5所表明,獲得與實施例1_丨同樣之結果。即,明確 有即使未使電解液保持於高分子化合物中而直接使用, 若含有化3所示之羧酸酯,則亦可抑制膨脹,且提高電池 之面溫保存特性。 (實施例6 -1〜6-3) 首先’與實施例1 -1〜1 -3同樣地製作正極2 !、負極22及 電解液。此時,電解液中之LipF6之含量成為〇 8m〇i/kg。 繼而’準備有如下者:將作為高分子化合物之偏氟乙烯 101852 -30- 1281278 與六氣丙烯之共聚物中之分子量於重量平均分子量為70萬 者(A)與為3丨萬者(B)以(A) ·· (B)=9 : 1質量比加以混合。將 共聚物中之六氟丙烯之比例設為7質量。/〇。繼而,將高分 子化合物、電解液、及作為混合溶劑之碳酸二甲酯,以高 分子化合物··電解液··碳酸二甲酯=1 : 4 ·· 8質量比混合, 於70 C攪拌溶解,製作凝膠狀前驅溶液。使用棒式塗布器 將所後彳于之初溶液分別塗布於正極2 1及負極2 2上後,於 70 C之恆溫槽中使混合溶劑揮發,形成凝膠狀之電解質 24。 ' 其後,介由由厚!0 μΐΏ之多孔質聚乙烯膜所構成之隔離 件23將分別形成有電解質24之正極21與負極22貼合,進行 扁平捲繞,形成捲繞電極體2〇。 將所獲得之捲繞電極體2G減壓封人由複合膜所構成之外 殼部件30中,藉此製造圖!及圖2所示之二次電池。 至於相對於實施例㈡〜6-3之比較例6-1,除使用碳酸二
"旨代替羧酸S旨以夕卜,其他與實施例“〜㈡同樣地紫迭 二次電池。此時’將電解液中作為電解質鹽之咖: 設為0.8 mol/kg。 6辰又 關於實施例6-1〜6-3及比較例夕一 ---人電池,與實施例 1 -1〜1 - 3同樣地調查南溫保存前之交旦 丄 、 田 心谷χ、鬲溫保存時之膨 脹里及兩溫保存後之容量維持率。 y L , 再結果與實施例Μ〜卜 3及比較例1 -1之結果一併表示於表6中。 101852 -31 - 1281278 [表6] 電解質 之形成 方法 溶媒 南溫保 存前之 容量 (mAh) 高溫保 存時之 膨脹量 (mm) 1¾溫保存 後之容量 維持率 (%) 實施例1-1 聚合 EC+(CH3)3CCOOCH3 854 0.2 92.7 實施例1-2 ec+(ch3)3ccooc2h5 855 0.1 92.5 實施例1-3 ec+(c2h5)3cc〇och3 847 0.1 92.6 實施例6-1 塗布 EC+(CH3)3CCOOCH3 850 0.2 85.2 實施例6-2 ec+(ch3)3cco〇c2h5 850 0.3 83.2 比較例6-3 ec+(c2h5)3ccooch3 849 0.2 84.8 比較例Μ 聚合 EC+碳酸二曱酯 850 0.4 87.5 比較例6-1 塗布 EC+碳酸二曱酯 850 0.5 82.5 EC :碳酸乙烯酯 實施例卜1〜1-3,比較例1-1 ;聚合性化合物之聚合物 實施例6-1〜6-3,比較例6-1 ;偏氟乙烯與六氟丙烯之共聚物 如表6所表明,獲得與實施例1-1〜1-3相同之結果。即, 明確有,即使藉由塗布形成電解質24,若包含化3所示之 羧酸酯,則可抑制膨脹,且可提高電池之高溫保存特性。 (實施例7-1) 除使用化4所示之酮即(CH3)3CCOCH3代替羧酸酯以夕卜, 其他與實施例6-1同樣地製造二次電池。此時,將作為電 解液中之電解質鹽之LiPF6之濃度設為1.0 mol/1。 關於實施例7-1之二次電池,與實施例1 -1同樣地調查高 101852 -32- 1281278 皿保存耵之容量、高溫保存時之膨脹量及高溫保存後之容 量維持率。其結果與實施例㈡及比較例6]之結果一併表 示於表7中。 [表7] 電解質;電解液+偏氟乙烯與六氟丙烯之共聚物
EC :碳酸乙烯酯 如表7所表明’獲得與實施例㈡〜6_3相同之結果。即, 明確有,即使藉由塗布形成電解質24,若包含化4所示之 酮,則可抑制膨脹,且可提高高溫保存特性。 (實施例8 -1〜8-3) 百先’將94質ϊ份之作為正極活性物質之鋰鈷複合氧化 物(UC0〇2)、3質量份之作為導電劑之石墨、及3質量份之 作為結著劑之聚偏氟乙稀混合後,添加N•甲基·2_吡咯烷 酮作為分散劑,獲得正極合劑漿料。繼而,將所獲得之正 :合劑漿料均勾塗布於由厚2。_所構成之正極集電 組21Α之兩面且使之乾燥’獲得正極活性物質層21Β。將 :極活性物質層21Β之面積密度設為每單面為4〇mg/cm2。 後,將形成有正極活性物質層21β之正極集電體Μ切 101852 -33- 1281278 為寬50 mm、長300 mm之形狀,製作正極21。
又’將97質量份之作為負極活性物質之石墨、與3質量 份之作為黏結劑之聚偏氣乙烯混合後,添加Nm吼 錢酮作為分散劑,獲得負極合劑聚料。繼而,將所獲得 之負極合劑漿料均勾塗布於由厚15 _銅箱所構成之負極 集電體22A之兩面上且使之乾燥,形成負極活性物質層 咖。2將負極活性物質層22B之面積密度設為每單面㈣ 叫/⑽。其後’將形成負極活性物質層22B之負極集電體 22A切為寬50 _、長3〇〇 _之形狀,製作負極Μ。 於製作正極21及負極22後,於正㈣上設置含有鋁之正 極^線]1,且於負極22上設置含有鎳之負極導線12,介由 旱μΐΏ之彳放夕孔性聚乙烯膜所構成之隔離件23積層捲 繞正極21及負極22,製成捲繞體。 繼而,將捲繞體夾於由鋁複合膜所構成之外殼部件3〇之 2後,保留一邊地將外殼部件3〇之外緣部彼此黏合而製成 衣狀。此時,使正極導線丨丨及負極導線12導出至外殼部件 3 0之外部。 繼而,自開放邊將電解質用組合物注入外殼部件3〇之内 口Ρ、藉由熱溶接貼合外殼部件3〇之開放邊後,為將電池保 持於疋形狀而將其夾於玻璃板中放置24小時,藉此形成 凝膠狀之電解質24,製作如圖1、2所示之二次電池。 以聚乙烯醇甲縮醛:電解液=1 : 99之質量比,混合溶解 聚乙烯S子曱縮醛與電解液解,製作電解質用組合物。電解 液,其使用混合以下者:作為溶媒之碳酸乙烯酯、碳酸丙 101852 -34- 1281278
烯知、杈酸二乙酯、化3所示之羧酸酯、根據需要之碳酸 甲乙酯、作為電解質鹽之六氟化磷酸鋰。此時,羧酸酯, 於實施例8-i、8-2中設為(CHAccooch,於實施例8_3中 設為(CH3)3CCOOC2H5e又,溶媒與電解質鹽之混合比(質 量比)’於實施例8-丨、8-3中設為,碳酸乙烯g旨:碳酸丙烯 知.碳酸二乙酯:化3所示之羧酸酯:六氟化磷酸鋰=1 8 : 18 : 22 : 3〇 : I2,於實施例8_2中設為,碳酸乙烯酯、碳 酸丙烯i旨、碳酸二乙醋、碳酸甲乙酯、化3所示之羧酸 醋:六氟磷酸鋰=18 : 18 : 26 : 21 : 5 : 12。 一作為對應於實施例8]〜8-3之比較例8],除未使用化3所 不之羧酸酯以外,其他與實施例8—丨〜8_3同樣地製造二次 ^池1此時,電解液,#使用以碳酸乙_旨:碳酸丙稀 酉曰·奴酸二乙酯:碳酸甲乙酯:六氟化磷酸鋰=18 : 18 : 26 · 12之質量比,混合作為溶媒之碳酸乙烯酯、碳酸 丙烯S曰、奴酸二乙酯及碳酸曱乙酯、及作為電解質鹽之六 氟化磷酸鋰者。 9進而萃取電解質用組合物以及所形成之凝膠狀電解質 j之部分,將該等分別以N-甲基-2-吡咯烷酮稀釋3〇〇 ^ C;(Gel Permeation Chromatography ;凝膠浸透 〔析)專用系統(昭和電工(株)製造,gPCM〇i)進行 刀才:、:其結果確認為電解質用組合物及凝膠狀電解質24之 —#平均刀子里分別為49,000、350,000,聚合聚乙烯醇甲 關 於所製作之實施例8]〜Μ及比較例Μ之二次電 池 101852 -35 - 1281278 以如下方式調杳高产 維持量及心、高溫保存後之容量 皿保存後之容量恢復率。 、± 於23C%境下,將4.2 V作為上限以7〇() mA充電3 小時,其後停止10分鐘,以7〇〇 -進行放電直至達到3 〇 V將此日代放電容量設為高溫保存前之容量。 又,以相同條件進行充錢,於境下保存4小 寺將此時電池厚度之變化量設為高溫保存時之膨脹量。
於9〇t環境下保存後,於23°c環境下,以l4〇 mA進行放 電直至達到3·0 V。將此時之放電量設為保存後之容量。 根據(高溫保存後之放電容量/高溫保存前之放電容 量)χ100(%)計算高溫保存後之容量維持率。 繼而,於23°C環境下,將4.2 V作為上限以700 mA充電3 小日寸’其後停止10分鐘,以700 mA進行放電直至達到3.0 V。將此時之放電容量設為高溫保存後之容量。根據(高溫 保存後之放電容量/高溫保存前之放電容量)x 1〇〇(%)計算高 溫保存後之容量恢復率。 101852 36- 1281278 [表8] 電解質;電解液+聚乙烯醇曱縮醛之聚合物 溶媒 高溫保 存時之 膨脹量 (mm) 南溫保 存後之 容量維 持率 (%) 恢復率 (%) 實施例8-1 EC+PC+DEC+(CH3)3CCOOCH3(30) 0.40 91.3 93.6 實施例8-2 EC+PC+DEC+EMC+(CH3)3CCOOCH3(5) 0.95 89.5 91.6 實施例8-3 EC+PC+DEC+(CH3)3CCOOC2H5(30) 0.60 87.4 89.8 比較例8-1 EC+PC+DEC+EMC 1.00 86.6 87.2 EC :碳酸乙烯酯 PC :碳酸丙烯酯 DEC :碳酸二乙酯 EMC :碳酸曱乙酯 括弧内之數值表示電解液中之含量(質量%) 如8所表明,使用化3所示之羧酸酯之實施例8-1〜8-3, 高溫保存時之膨脹量亦小於未使用其之比較例8-1,高溫 保存後之容量維持率及容量恢復率較高。 即,明確有,於使用其他保持體之情形時,若含有包含 化3所示之羧酸酯之電極液,亦可抑制膨脹,且提高高溫 保存特性。 以上,列舉實施方式及實施例說明本發明,但並非限定 於本發明之實施方式及實施例,可係其各種變形。例如, 於上述實施方式及實施例中,就使用鋰作為電極反應物質 之情形加以說明,但於使用鈉(Na)或鉀(K)等長週期型週 期表中之其他I族元素、鎂或鈣(Ca)等長週期型週期表中 101852 -37- 1281278 之π族元素、鋁等其他輕金屬、或者鋰或該等之 亦可適用於本發明,可獲得同樣之效果。此時ΐ 、其電極反應物質選擇可吸著及放出電極反應物質之 極材料、正極材料或非水溶媒等。 、、 :’於上述實施方式及實施例中,就使用高分子化合物 :::持體之情形加以說明,但是於保持體中亦可使用離 人性無機化合物或者高分子化合物與離子傳導性無機 5物之混合物。至於離子傳導性無機化合物,例如可列 + 3以下者.氮化經、石典化兹或氯氧化鐘之多結晶、碘 化鐘與二乳化二鉻之混合物、或魏鐘、硫化鐘與亞硫化 二磷之混合物等。 “進而,於上述實施方式及實施例中,列舉一例說明二次 電池之構成,但本發明亦可適用於具有其他構成之電池。 U於上述貫施方式及實施例中,就捲繞複合型二次電 ^加以說明,但亦可同樣適用於單層複合型或積層複合 型。又,本發明並非限定於二次電池,亦適用於一次電 池。 【圖式簡單說明】 圖I係分解表示本發明之一個實施方式相關之二次電池 的立體圖。 圖2係沿圖丨所示之捲繞電極體之線之剖面圖。 【主要元件符號說明】 11 正極端子 12 負極端子 101852 -38- 1281278 20 捲繞電極體 21 正極 21 A 正極集電體 21B 正極活性物質層 22 負極 22A 負極集電體 22B 負極活性物質層 23 隔離件 24 電解質 25 保護帶 30 外殼部件 31 密著膜 -39- 101852

Claims (1)

1281278 十、申請專利範圍·· 立種電池,其特徵在於:其係一種於膜狀外殼部件之内 邛具備正極與負極以及電解質之電池,上述電解質含有 “旱液該電解液包含選自由化1所示之羧酸酯及化2所 示之酮所組成之群中至少一種。 [化1] R1 0 A R9 I II 響 K—〜C —ό—Ο—R4 R3 (式中,Hi、R2、R3及R4表示碳數為ι至4之烧基。) [化2] R5 〇 η,丨 II Κ6 c — c一R8 I R7 (式中,R5、R6、R7及R8表示碳數為!至4之烷基。) 2.如請求項丨之電池’其中上述電解液中之上述羧酸酯及 上述_之含量於5質量%以上70質量%以下之範園内。 3·如請求項1之電池,其中上述電解液進而含有其他有機 溶媒。 4·如請求項3之電池,其中上述其他有機溶媒,包含選自 由碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、‘氟十夂二氧戊環_2__、 碳酸亞乙烯酯、γ- 丁内酯及Y-戊内酯所組成之群中至少 101852.doc 1281278 一種。 5. 如請求们之電池’其中上述電解質進而含有高分子化 合物。 6. 如請求項1之電池,直中μτ4入 /、甲上述正極包含一種含鋰化合 物’該含鋰化合物含有登 有込自由鋰(Ll)、鈷(Co)、鎳(Ni)及 錳(Mn)所組成之群中至少一種與氧(〇)。 7. 如請求項丨之電池,其中上述負極含有碳材料。 8. 如請求項丨之電池,其中上述負極包含選自由矽之單 體、合金及化合物’與錫之單體、合金及化合物所組成 之群中至少一種。
101852.doc
TW094124437A 2004-07-21 2005-07-20 Battery TWI281278B (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004213631 2004-07-21
JP2005184993A JP4117573B2 (ja) 2004-07-21 2005-06-24 電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW200618367A TW200618367A (en) 2006-06-01
TWI281278B true TWI281278B (en) 2007-05-11

Family

ID=35229639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW094124437A TWI281278B (en) 2004-07-21 2005-07-20 Battery

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20060019170A1 (zh)
EP (1) EP1619743A3 (zh)
JP (1) JP4117573B2 (zh)
KR (1) KR20060053931A (zh)
TW (1) TWI281278B (zh)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4466416B2 (ja) * 2005-03-14 2010-05-26 ソニー株式会社 二次電池用高分子電解質およびそれを用いた二次電池
JP2007258066A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Sony Corp 電池
JP2007258127A (ja) * 2006-03-27 2007-10-04 Sony Corp 負極および電池
JP2007273182A (ja) 2006-03-30 2007-10-18 Sony Corp 集電体、負極及び電池
US9263771B2 (en) * 2006-03-30 2016-02-16 Sanyo Electric Co., Ltd. Lithium secondary battery and method of manufacturing the same
JP2007273427A (ja) * 2006-03-31 2007-10-18 Sony Corp 正極活物質および非水電解質二次電池
JP5200330B2 (ja) * 2006-04-07 2013-06-05 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
JP5219401B2 (ja) * 2006-06-14 2013-06-26 三洋電機株式会社 二次電池用非水電解液及びこれを用いた非水電解液二次電池
JP4741526B2 (ja) * 2006-08-14 2011-08-03 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
US7955731B2 (en) * 2006-08-14 2011-06-07 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte secondary cell
CN101517814B (zh) 2006-09-25 2012-01-18 株式会社Lg化学 非水性电解质以及包含该电解质的电化学装置
JP5262085B2 (ja) * 2007-11-28 2013-08-14 ソニー株式会社 負極、二次電池および電子機器
US20120321962A1 (en) 2010-02-18 2012-12-20 Nec Energy Devices, Ltd. Polymer secondary battery and method for manufacturing the same
JP5462747B2 (ja) * 2010-08-31 2014-04-02 積水化学工業株式会社 リチウムイオン伝導性材料、リチウムイオン伝導性電解質膜、リチウムイオン伝導性電解質膜−電極接合体及びリチウムイオンポリマー電池
EP2654107B1 (en) * 2010-12-17 2019-12-04 Eliiy Power Co., Ltd. Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery and production method for negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery
KR102272270B1 (ko) * 2016-07-22 2021-07-02 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
WO2020110799A1 (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社村田製作所 二次電池

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0737613A (ja) 1993-07-26 1995-02-07 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウム二次電池用電解液
JPH0896848A (ja) 1994-09-22 1996-04-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2001200125A (ja) * 2000-01-17 2001-07-24 Toyo Ink Mfg Co Ltd イオン伝導性組成物
JP4106644B2 (ja) 2000-04-04 2008-06-25 ソニー株式会社 電池およびその製造方法
ATE528821T1 (de) * 2000-08-11 2011-10-15 Ube Industries Nichtwässrige elektrolytische lösung und lithium- sekundärbatterie
JP2002141111A (ja) * 2000-11-06 2002-05-17 Hitachi Maxell Ltd 非水二次電池
JP4042416B2 (ja) 2001-03-21 2008-02-06 宇部興産株式会社 非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池
EP1313158A3 (en) * 2001-11-20 2004-09-08 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for rechargeable lithium battery, electrode comprising said electrode material, rechargeable lithium battery having said electrode , and process for the production thereof

Also Published As

Publication number Publication date
TW200618367A (en) 2006-06-01
JP4117573B2 (ja) 2008-07-16
KR20060053931A (ko) 2006-05-22
EP1619743A2 (en) 2006-01-25
US20060019170A1 (en) 2006-01-26
EP1619743A3 (en) 2011-03-02
JP2006059800A (ja) 2006-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI281278B (en) Battery
TWI296450B (zh)
JP5660326B2 (ja) 二次電池
TWI295862B (zh)
TWI281279B (en) Battery
JP5195499B2 (ja) 非水電解質二次電池
TWI279935B (en) Composition for electrolyte, polymer electrolyte, and battery using the same
JP4940625B2 (ja) 電解液および電池
EP3570350B1 (en) Lithium ion battery
JP4951933B2 (ja) リチウムイオン二次電池用電解質およびリチウムイオン二次電池
JP4085986B2 (ja) 電池
TW200908421A (en) Anode, battery, and methods of manufacturing them
JP4465968B2 (ja) 二次電池用電解液およびそれを用いた二次電池
JP2007242411A (ja) 電池及び電解液組成物
TW200948795A (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
WO2021057278A1 (zh) 锂离子电池及其相关的电池模块、电池包和装置
JP4909649B2 (ja) 非水電解液およびそれを用いた非水電解液二次電池
TWI245444B (en) Electrolyte and battery using the same
WO2018070735A2 (ko) 리튬 이차 전지용 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
TW569482B (en) Cell
JP5463257B2 (ja) リチウム二次電池
JP2008066047A (ja) 非水電解質電池およびそのセパレータ
JP3755506B2 (ja) 二次電池用負極材料およびそれを用いた二次電池
TWI324408B (zh)
JP4795019B2 (ja) 非水電解質二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees