図面 (/)

技術 電解液及びこれを備えたリチウムイオン二次電池

出願人 株式会社日本触媒
発明者 水野弘行平田和久川瀬健夫岡田出穂勝山裕大富永美和子岡島正幸
出願日 2017年1月13日 (3年10ヶ月経過) 出願番号 2017-004509
公開日 2017年5月18日 (3年6ヶ月経過) 公開番号 2017-084820
状態 特許登録済
技術分野 二次電池(その他の蓄電池)
主要キーワード 球状加工 ウェーブワッシャー カシメ機 金属粉末材料 有機カチオン塩 砒酸イオン PF3 パーソナルコンピューター用
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年5月18日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (3)

課題

電解質塩濃度が高い電解液において、サイクル特性の低下が生じ難く電池寿命性能を向上させられる電解液及びこれを用いたリチウムイオン二次電池を提供する。

解決手段

本発明の電解液は電解質塩溶媒とを含み、上記電解質塩濃度が1.1mol/L超であり、上記電解質塩として下記一般式(1)で表される化合物を含み、且つ、溶媒として環状カーボネートを含む。(XSO2)(FSO2)NLi (1)(一般式(1)中、Xはフッ素原子炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)

概要

背景

携帯電話パーソナルコンピューター用電源、さらには自動車用電源等として、リチウムイオン二次電池等の電池が用いられている。また、斯かる用途に使用される電池では、安全性の確保、サイクル特性の改善等の各種特性の向上を目的とした研究が重ねられている。

例えば、特許文献1には、炭酸エチレン炭酸ジメチルとからなる混合溶媒に、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)等のハロゲン化炭酸エステルと、電解質塩としてビスフルオロスルホニルイミドリチウム(LiFSI)と六フッ化リチウムとを合計で1.1mol/Lとなるように溶解させた電解液が開示されており、この特許文献1では、LiFSIとハロゲン化炭酸エステルとを併用し、且つ、LiFSI濃度を0.001mol/L〜0.5mol/Lとすることで、低温領域及び高温領域におけるサイクル特性が向上させられる旨開示されている。

概要

電解質塩濃度が高い電解液において、サイクル特性の低下が生じ難く電池の寿命性能を向上させられる電解液及びこれを用いたリチウムイオン二次電池を提供する。本発明の電解液は電解質塩と溶媒とを含み、上記電解質塩濃度が1.1mol/L超であり、上記電解質塩として下記一般式(1)で表される化合物を含み、且つ、溶媒として環状カーボネートを含む。(XSO2)(FSO2)NLi (1)(一般式(1)中、Xはフッ素原子炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)

目的

また、斯かる用途に使用される電池では、安全性の確保、サイクル特性の改善等の各種特性の向上を目的とした

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

電解質塩溶媒とを含むリチウムイオン二次電池用電解液において、上記電解質塩濃度が1.1mol/L超であり、上記電解質塩として下記一般式(1)で表される化合物を含み、且つ、溶媒として環状カーボネートを含み、上記環状カーボネートと、電解液中に含まれるリチウムイオン(合計量)とのモル比(環状カーボネート/Li+)が1以上、3以下であることを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液。(XSO2)(FSO2)NLi(1)(一般式(1)中、Xはフッ素原子炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)

請求項2

電解質塩として、さらに下記一般式(2)、一般式(3)で表される化合物及び六フッ化砒酸リチウムよりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含む請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。LiPFa(CmF2m+1)6-a (0≦a≦6、1≦m≦4)(2)LiBFb(CnF2n+1)4-b (0≦b≦4、1≦n≦4)(3)

請求項3

環状カーボネートと、電解液中に含まれるリチウムイオン(合計量)とのモル比(環状カーボネート/Li+)が1.8以下である請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。

請求項4

上記一般式(1)で表される化合物がリチウムビス(フルオロスルホニル)イミドである請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電解液。

請求項5

上記一般式(1)で表される化合物の濃度が0.2mol/L以上である請求項1〜4のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池用電解液。

請求項6

請求項1〜5のいずれかに記載の電解液を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池

請求項7

平均放電電圧が3.7V以上である請求項6に記載のリチウムイオン二次電池。

技術分野

0001

本発明は電解液及びこれを備えたリチウムイオン二次電池に関する。

背景技術

0002

携帯電話パーソナルコンピューター用電源、さらには自動車用電源等として、リチウムイオン二次電池等の電池が用いられている。また、斯かる用途に使用される電池では、安全性の確保、サイクル特性の改善等の各種特性の向上を目的とした研究が重ねられている。

0003

例えば、特許文献1には、炭酸エチレン炭酸ジメチルとからなる混合溶媒に、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)等のハロゲン化炭酸エステルと、電解質塩としてビスフルオロスルホニルイミドリチウム(LiFSI)と六フッ化リチウムとを合計で1.1mol/Lとなるように溶解させた電解液が開示されており、この特許文献1では、LiFSIとハロゲン化炭酸エステルとを併用し、且つ、LiFSI濃度を0.001mol/L〜0.5mol/Lとすることで、低温領域及び高温領域におけるサイクル特性が向上させられる旨開示されている。

先行技術

0004

特開2011−150958号公報

発明が解決しようとする課題

0005

上述のように、電解質塩濃度1.1mol/L以下においてサイクル特性を向上させる技術は既に提案されている。しかしながら、1.1mol/L超といった電解質塩濃度の高い電解液において、サイクル特性等の電池特性を向上させる技術は知られていない。

0006

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、電解質塩濃度が高い電解液において、サイクル特性の低下が生じ難く電池の寿命性能を向上させることのできる電解液及びこれを用いたリチウムイオン二次電池を提供することにある。

課題を解決するための手段

0007

上記目的を達成し得た本発明の電解液とは、電解質塩と溶媒とを含む電解液において、上記電解質塩濃度が1.1mol/L超であり、上記電解質塩として下記一般式(1)で表される化合物を含み、且つ、溶媒として環状カーボネートを含むところに要旨を有するものである。
(XSO2)(FSO2)NLi (1)
(一般式(1)中、Xはフッ素原子炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)
本発明の電解液は、電解質塩として、さらに下記一般式(2)、一般式(3)で表される化合物及び六フッ化砒酸リチウムよりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。
LiPFa(CmF2m+1)6-a (0≦a≦6、1≦m≦4) (2)
LiBFb(CnF2n+1)4-b (0≦b≦4、1≦n≦4) (3)
また、本発明においては、上記環状カーボネートと、電解液中に含まれるリチウムイオン(合計量)とのモル比(環状カーボネート/Li+)が1以上、3以下であることが望ましい。

0008

本発明には、上記電解液を用いたリチウムイオン二次電池も含まれる。この場合において、リチウムイオン二次電池の平均放電電圧は3.7V以上であるのが好ましい。

発明の効果

0009

本発明によれば、1.1mol/L超の高い電解質塩濃度の電解液において、サイクル特性の劣化が生じ難く、電池の寿命性能を向上させられる電解液及びこれを用いたリチウムイオン二次電池の提供が期待できる。

図面の簡単な説明

0010

実験例Aの結果を示す図である。
実験例Cの結果を示す図である。

0011

1.電解液
本発明の電解液とは、電解質塩と溶媒とを含む電解液であって、上記電解質塩濃度が1.1mol/L超であり、上記電解質塩として下記一般式(1)で表される化合物(以下、電解質塩(1)と称する場合がある)を含み、且つ、溶媒として環状カーボネートを含むところに特徴を有している。
(XSO2)(FSO2)NLi (1)
(一般式(1)中、Xはフッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)
本発明の電解液は、電解質塩濃度が1.1mol/L超である。電解質塩濃度が高まれば電解液中に存在するイオン量も多くなるため、イオン伝導度の上昇により電池性能は向上するとも考えられる。しかしながら、電解質塩濃度が高まれば電解液の粘度も上昇するため、実際には、イオン伝導度はむしろ低下してしまう。したがって、従来は、電解質塩は1.0mol/L程度の濃度で用いられていた。

0012

しかしながら、本発明者等は検討の結果、電解液が上記一般式(1)で表される電解質塩を含む場合には、1.1mol/L超の高電解質塩濃度領域においてもイオン伝導度が低下し難く、また、サイクル特性の劣化が生じ難いことを見出し、本発明を完成した。

0013

本発明の電解液の電解質塩濃度は好ましくは1.2mol/L以上であり、より好ましくは1.25mol/L以上であり、さらに好ましくは1.3mol/L以上であり、好ましくは2.0mol/L以下であり、より好ましくは1.9mol/L以下であり、さらに好ましくは1.8mol/L以下である。電解質塩濃度が高すぎる場合には、電解液濃度粘度上昇が顕著となってイオン伝導度が低下し、電池性能(放電負荷特性等)も低下する虞がある。一方、電解質塩濃度が低すぎる場合には、電解液中に存在するイオン量が減少する結果、イオン伝導度が低下し、所望の電池性能が得られ難くなる。なお、本発明において、電解質塩濃度を1.1mol/L超としてもイオン伝導度が低下し難いのは、電解質塩に含まれる電解質塩(1)が、LiPF6等の他の電解質塩に比べて、溶媒への溶解性に優れていること、粘度を上昇させ難いこと、また、電解質塩(1)のイオン伝導度が優れているためと考えられる。
以下、本発明の電解液についてさらに説明する。

0014

1−1.電解質塩
1−1−1.電解質塩(1)
本発明の電解液は、上記一般式(1)で表される電解質塩を含む。電解質塩(1)は、電池駆動時に正極及び/又は負極と反応して、電極表面上に被膜を形成する。この被膜は、電解液分解抑制効果を有しており、これにより、電解液の性能を損なうことなく安定した容量維持作用(サイクル特性)が発揮される。また、上記被膜の形成により、電極活物質などの電極構成成分の溶出が抑制され、その結果、電池の内部抵抗の上昇が抑えられ放電電圧を高い値に維持することができ、電池のサイクル特性が改善される。

0015

一般式(1)中、Xはフッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。炭素数1〜6のアルキル基としては、直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基であるのが好ましい。例えば、メチル基エチル基プロピル基イソプロピル基ブチル基、ペンチル基ヘキシル基が挙げられる。炭素数1〜6のフルオロアルキル基としては、上記アルキル基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。例えば、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基等が挙げられる。置換基Xとしては、フッ素原子、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基が好ましい。具体的な電解質塩(1)としては、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(メチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(エチルスルホニル)イミドが挙げられ、より好ましくはリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミドであり、更に好ましくはリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミドである。

0016

電解質塩(1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、電解質塩(1)は、市販品であってもよく、また、従来公知の方法により合成した物を用いてもよい。

0017

本発明の電解液における電解質塩(1)の濃度は0.01mol/L以上であるのが好ましく、より好ましくは0.05mol/L以上であり、さらに好ましくは0.2mol/L以上であり、1.8mol/L以下であるのが好ましく、より好ましくは1.6mol/L以下であり、さらに好ましくは1.4mol/L以下である。電解質塩(1)の濃度が高すぎると、正極集電体腐食する虞があり、一方、低すぎると、電解質塩(1)に由来する効果が得られ難くなる場合がある。

0018

1−1−2.他の電解質塩
本発明の電解液は、上記電解質塩(1)とは異なる他の電解質塩を含んでいてもよい。他の電解質塩としては、トリフルオロメタンスルホン酸イオン(CF3SO3-)、ヘキサフルオロリン酸イオン(PF6-)、過塩素酸イオン(ClO4-)、テトラフルオロ硼酸イオン(BF4-)、ヘキサフルオロ砒酸イオン(AsF6-)、テトラシアホウ酸イオン([B(CN)4]-)、テトラクロロアルミニウムイオン(AlCl4-)、トリシアノメチドイオン(C[(CN)3]-)、ジシアナミドイオン(N[(CN)2]-)、ビス(トリフルオロメタンスルホニルイミドイオン(N[(SO2CF3)2]-)、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドイオン(C[(CF3SO2)3]-)、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン(SbF6-)およびジシアノトリアゾレートイオン(DCTA)等をアニオンとする無機又は有機カチオン塩等の従来公知の電解質塩が使用できる。

0019

上記他の電解質塩の中でも、一般式(2):LiPFa(CmF2m+1)6-a(0≦a≦6、1≦m≦4)、一般式(3):LiBFb(CnF2n+1)4-b(0≦b≦4、1≦n≦4)で表される化合物及び六フッ化砒酸リチウム(LiAsF6)よりなる群から選択される1種以上の化合物が好ましい。これらの電解質塩を併用することで電解質塩(1)に起因する正極集電体の腐食が抑制される。

0020

一般式(2)で表される化合物(以下、電解質塩(2)と称する場合がある)としては、好ましくは、LiPF6、LiPF3(CF3)3、LiPF3(C2F5)3、LiPF3(C3F7)3、LiPF3(C4F9)3等が挙げられる。より好ましくは、LiPF6、LiPF3(C2F5)3であり、さらに好ましくはLiPF6である。

0021

一般式(3)で表される電解質塩(以下、電解質塩(3)と称する場合がある)としては、好ましくは、LiBF4、LiBF(CF3)3、LiBF(C2F5)3、LiBF(C3F7)3等が挙げられ、LiBF4、LiBF(CF3)3がより好ましく、LiBF4がさらに好ましい。

0022

他の電解質塩は上記例示の化合物を1種単独で、また2種以上を組み合わせて使用してもよい。好ましい他の電解質塩としては、LiPF6、LiPF3(C2F5)3、LiBF4、LiBF(CF3)3であり、より好ましくはLiPF6、LiBF4であり、さらに好ましくは、LiPF6である。特に、上記電解質塩(1)と共にLiPF6を使用する場合には、高い電解質塩濃度領域(1.1mol/L超)においても良好なサイクル特性が得られ易いので好ましい。

0023

他の電解質塩は、上記電解質塩(1)との濃度の合計が1.1mol/L超の範囲で使用される限りその濃度は特に限定されないが、他の電解質塩の濃度は、好ましくは0.1mol/L以上であり、より好ましくは0.15mol/L以上であり、さらに好ましくは0.2mol/L以上であり、好ましくは1.5mol/L以下であり、より好ましくは1.4mol/L以下であり、さらに好ましくは1.3mol/L以下である。他の電解質塩の濃度が高すぎると、粘度の上昇によりイオン伝導度が減少する虞があり、一方、低すぎると、電解質塩(1)に起因する正極集電体の腐食が生じる虞がある。

0024

1−2.溶媒
本発明の電解液は、溶媒として環状カーボネートを含む。環状カーボネートとしては、炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭酸プロピレンプロピレンカーボネート)、2,3−ジメチル炭酸エチレン(炭酸2,3−ブタンジイル)、炭酸1,2−ブチレン及びエリスリタンカーボネート等の飽和環状カーボネート炭酸ビニレンメチルビニレンカーボネート(MVC;4−メチル−1,3−ジオキソール−2−オン)、エチルビニレンカーボネート(EVC;4−エチル−1,3−ジオキソール−2−オン)、2−ビニル炭酸エチレン(4−ビニル−1,3−ジオキソラン−2−オン)及びフェニルエチレンカーボネート(4−フェニル−1,3−ジオキソラン−2−オン)等の不飽和結合を有する環状カーボネート;フルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート及びトリフルオロプロピレンカーボネート等のフッ素含有環状カーボネート;等が挙げられる。これらの中でも、コスト面からは飽和環状カーボネートが好ましく、特に炭酸エチレン、炭酸プロピレンが好ましい。環状カーボネートは1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。

0025

環状カーボネートは、電解液に含まれるリチウムイオン(総量)に対するモル比(環状カーボネート/Li+)が1〜5となる範囲で用いるのが好ましい。上記範囲内で環状カーボネートを使用する場合には、この電解液をリチウムイオン二次電池に使用した場合のサイクル特性(寿命)の劣化が一層抑制される。

0026

サイクル特性劣化の一因は、電解液を構成する溶媒の分解にあることが知られている。しかしながら、環状カーボネートの使用量をリチウムイオンに対して上記範囲とすることで、サイクル特性の劣化を一層抑制することができる。本発明者等は、サイクル特性の劣化が抑制される理由を次のように考えている。環状カーボネートの使用量をリチウムイオン量に応じて決定することで、電解液中に存在するリチウムイオンと溶媒和していない環状カーボネート(フリーな環状カーボネート)の量を低減できる。すなわち、分解反応関与できるフリーな環状カーボネートの量が減少するので、溶媒の分解反応が生じ難くなり、サイクル特性の劣化が抑制されるものと考えられる。

0027

上記モル比(環状カーボネート/Li+)が大きすぎる場合は、電解液中に過剰に存在するフリーな環状カーボネートが酸化及び/又は還元分解され、その結果、サイクル特性が劣化してしまう。一方、上記モル比が小さすぎる場合は、環状カーボネート量が少なすぎて、環状カーボネートに由来する効果(例えば、負極上に被膜を形成し、電解液の分解を抑制する効果等)が得られ難くなったり、また、充放電の繰り返しによる溶媒の消費被膜形成、分解等)により電解液の液枯れ状態となる虞がある。したがって、環状カーボネートは、リチウムイオンに対するモル比(環状カーボネート/Li+)が1以上、4.5以下の範囲で使用することがより好ましく、より一層好ましくは1以上、4.0以下であり、さらに好ましくは1以上、3.0以下であり、さらに一層好ましくは1以上、2.7以下であり、さらに一層好ましくは2.5以下であり、特に2.0以下が好ましく、1.8以下であるのが特に一層好ましい。

0028

なお、環状カーボネートのリチウムイオンに対するモル比(環状カーボネート/Li+)は、環状カーボネートの比重モル質量に基づき算出する。例えば、エチレンカーボネートの場合は、比重を1.321、モル質量を88.06として、算出すればよい。

0029

本発明の電解液は、環状カーボネート以外の溶媒(他の溶媒)を含んでいてもよい。他の溶媒としては、誘電率が大きく、電解質塩の溶解性が高く、沸点が60℃以上であり、且つ、電気化学的安定範囲が広い溶媒が好適である。より好ましくは、含有水分量が低い有機溶媒非水系溶媒)である。このような有機溶媒としては、エチレングリコールジメチルエーテル(1,2−ジメトキシエタン)、エチレングリコールジエチルエーテルテトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、2,6−ジメチルテトラヒドロフランテトラヒドロピランクラウンエーテルトリエチレングリコールジメチルエーテルテトラエチレングリコールジメチルエテル、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル類;炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルエチルメチルカーボネート)、炭酸ジエチルジエチルカーボネート)、炭酸ジフェニル炭酸メチルフェニル等の鎖状炭酸エステル類;蟻酸メチル酢酸メチルプロピオン酸メチルプロピオン酸エチル酢酸エチル酢酸プロピル酢酸ブチル酢酸アミル等の脂肪族カルボン酸エステル類安息香酸メチル安息香酸エチル等の芳香族カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン類リン酸トリメチルリン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類アセトニトリルプロピオニトリルメトキシプロピオニトリルグルタロニトリルアジポニトリル、2−メチルグルタロニトリルバレロニトリルブチロニトリルイソブチロニトリル等のニトリル類;N−メチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン、N−ビニルピロリドン等のアミド類ジメチルスルホンエチルメチルスルホンジエチルスルホンスルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等の硫黄化合物類:エチレングリコール、プロピレングリコールエチレングリコールモノメチルエーテルエチレングリコールモノエチルエーテル等のアルコール類ジメチルスルホキシドメチルエチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド等のスルホキシド類ベンゾニトリルトルニトリル等の芳香族ニトリル類;ニトロメタン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン等を挙げることができる。

0030

これらの中でも、鎖状炭酸エステル類、脂肪族カルボン酸エステル類、ラクトン類、エーテル類が好ましく、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等がより好ましい。上記他の溶媒は1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。

0031

他の溶媒の使用量は、環状カーボネートと他の溶媒の合計100体積%に対して50体積%以上であるのが好ましく、より好ましくは55体積%以上であり、さらに好ましくは60体積%以上であり、好ましくは99体積%以下であり、より好ましくは95体積%以下であり、さらに好ましくは90体積%以下である。

0032

1−3.その他の成分
本発明の電解液は、電池の各種特性の向上を目的とする添加剤を含んでいてもよい。

0034

上記添加剤は、本発明の電解液中の濃度が0.1質量%以上(より好ましくは0.2質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上)、20質量%以下(より好ましくは15質量%以下、より一層好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは8質量%以下、さらに一層好ましくは5質量%以下)の範囲で用いるのが好ましい。添加剤の使用量が少なすぎるときには、添加剤に由来する効果が得られ難い場合がある。一方、多量に他の添加剤を使用しても、添加量に見合う効果は得られ難く、また、余剰な添加剤の分解や、電極やセパレータ等への吸着重合等の反応が起こり、電池性能に悪影響を与える虞がある。

0035

2.リチウムイオン二次電池
本発明のリチウムイオン二次電池とは、正極と負極とを備え、電解液として、本発明の電解液を備えているところに特徴を有する。より詳細には、上記正極と負極との間にはセパレータが設けられており、且つ、本発明の電解液は、上記セパレータに含浸された状態で、正極、負極等と共に外装ケースに収容されている。

0036

本発明に係るリチウムイオン二次電池の形状は特に限定されず、円筒型、角型、ラミネート型コイン型、大型等、リチウム二次電池の形状として従来公知の形状はいずれも使用することができる。また、電気自動車ハイブリッド電気自動車等に搭載するための高電圧電源(数10V〜数100V)として使用する場合には、個々の電池を直列に接続して構成される電池モジュールとすることもできる。

0037

本発明のリチウムイオン二次電池は、平均放電電圧が3.7V以上であるのが好ましい。平均放電電圧は5.0V以下であるのが好ましく、より好ましく3.75V以上、4.95V以下であり、さらに好ましくは3.8V以上、4.9V以下である。平均放電電圧の値が高いほど電池のエネルギー密度が高くなる。なお、本発明における平均放電電圧とは充放電装置により測定される値である。より詳細には、リチウムイオン二次電池の初回放電時に測定される値であって、満充電状態のリチウムイオン二次電池を、5時間で放電が完了する電流(0.2C)で放電したときに、放電開始から150分経過時のリチウムイオン二次電池の電圧を意味する。

0038

2−1.正極
正極は、正極活物質導電助剤及び結着剤等を含む正極合剤が正極集電体に担持されているものであり、通常、シート状に成形されている。

0039

正極の製造方法としては、例えば、分散用溶媒に正極合剤を溶解又は分散させた正極活物質組成物を正極集電体にドクターブレード法等で塗工したり、正極集電体を正極活物質組成物に浸漬した後に、乾燥する方法;正極活物質組成物を混練成形し乾燥して得たシートを正極集電体に導電性接着剤を介して接合し、プレス、乾燥する方法;液状潤滑剤を添加した正極活物質組成物を正極集電体上に塗布又は流延して、所望の形状に成形した後、液状潤滑剤を除去し、次いで、一軸又は多軸方向に延伸する方法;等が挙げられる。

0040

2−1−1.正極集電体
正極集電体の材料としては特に限定されず、例えば、アルミニウムアルミニウム合金チタン等の導電性金属が使用できる。中でも、アルミニウムは、薄膜に加工し易く、安価であるため好ましい。

0041

2−1−2.正極活物質
正極活物質としては、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能であればよく、リチウムイオン二次電池で使用される従来公知の正極活物質が用いられる。

0042

具体的には、コバルト酸リチウムニッケル酸リチウムマンガン酸リチウム、LiMn2O4系で一部をNiに置換したLiNi0.5Mn1.5O4、LiNi1-x-yCoxMnyO2やLiNi1-x-yCoxAlyO2(0<x<1、0<y<1、0<x+y<1)で表される三元系酸化物等の遷移金属酸化物、LiAPO4(A=Fe、Mn、Ni、Co)等のオリビン構造を有する化合物、遷移金属複数取り入れた固溶材料(電気化学的に不活性な層状のLi2MnO3と、電気化学的に活性な層状のLiM’O[M’=Co、Ni等の遷移金属]との固溶体)等が正極活物質として例示できる。これらの正極活物質は、1種を単独で使用してもよく、又は、複数を組み合わせて使用してもよい。

0043

正極活物質の使用量は、正極合剤100質量部に対して75質量部〜99質量部とするのが好ましく、より好ましくは85質量部〜97質量部である。

0044

2−1−3.導電助剤
導電助剤はリチウムイオン二次電池を高出力化するために用いられるものであり、導電助剤としては、主に導電性カーボンが用いられる。導電性カーボンとしては、アセチレンブラックカーボンブラックグラファイトフラーレン金属粉末材料単層カーボンナノチューブ多層カーボンナノチューブ気相法炭素繊維等が挙げられる。

0045

導電助剤を用いる場合の、正極合剤中の導電助剤の含有量としては、正極合剤100質量%に対して、0.1質量%〜10質量%の範囲で用いるのが好ましい(より好ましくは0.5質量%〜10質量%、さらに好ましくは1質量%〜10質量%)。導電助剤が少なすぎると、導電性極端に悪くなり、負荷特性及び放電容量が劣化する虞がある。一方、多すぎると正極合剤層かさ密度が高くなり、結着剤の含有量をさらに増やす必要性がでてくるため好ましくない。

0046

2−1−4.結着剤
結着剤としては、ポリビニリデンフロライドポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂スチレンブタジエンゴムニトリルブタジエンゴムメチルメタクリレートブタジエンゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴムポリアミドイミド等のポリアミド系樹脂ポリエチレンポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂ポリアクリルアミドポリメチルメタクリレート等のポリメタアクリル系樹脂ポリアクリル酸メチルセルロースエチルセルローストリエチルセルロースカルボキシメチルセルロースアミノエチルセルロース等のセルロース系樹脂エチレンビニルアルコールポリビニルアルコール等のビニルアルコール系樹脂;等が挙げられる。これらの結着剤は単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。また、正極の製造時、これらの結着剤は、溶媒に溶けた状態であっても、溶媒に分散した状態であっても構わない。

0047

上記結着剤を用いる場合の、正極合剤中の結着剤の含有量としては、正極合剤100質量%に対して、0.1質量%〜10質量%が好ましい(より好ましくは0.5質量%〜10質量%、さらに好ましくは1質量%〜10質量%)。結着剤が少なすぎると良好な密着性が得られず、正極活物質や導電助剤が集電体から脱離してしまう虞がある。一方、多すぎると内部抵抗の増加を招き電池特性に悪影響を及ぼしてしまう虞がある。

0048

導電助剤及び結着剤の配合量は、電池の使用目的(出力重視エネルギー重視など)、イオン伝導性等を考慮して適宜調整することができる。

0049

正極を製造するに際して、正極活物質組成物に用いられる溶媒としては、アルコール類、グリコール類セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類ケトン類カルボン酸アミド類燐酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類燐酸エステル類、エーテル類、ニトリル類、及び水等が挙げられる。より具体的には、例えば、エタノール、N−メチルピロリドンアセトンメチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジエチルアセトアミドヘキサメチル燐酸トリアミド、ジメチルスルホキシド、酢酸エチル、テトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの溶媒は組み合わせて使用してもよい。溶媒の使用量は特に限定されず、製造方法や、使用する材料に応じて適宜決定すればよい。

0050

2−2.負極
負極は、負極活物質、結着剤及び必要に応じて導電助剤等を含む負極合剤負極集電体に担持されてなるものであり、通常、シート状に成形されている。

0051

負極の製造方法としては、正極の製造方法と同様の方法を採用することができる。また、負極の製造時に使用する導電助剤、結着剤、材料分散用の溶媒も、正極で用いられるものと同様のものが用いられる。

0052

2−2−1.負極集電体
負極集電体の材料としては、銅、鉄、ニッケル、銀、ステンレス鋼(SUS)等の導電性金属を用いることができる。なお、薄膜への加工が容易である観点からは、銅が好ましい。

0053

2−2−2.負極活物質
負極活物質としては、リチウムイオン二次電池で使用される従来公知の負極活物質を用いることができ、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能なものであればよい。具体的には、人造黒鉛天然黒鉛等の黒鉛材料石炭石油ピッチから作られるメソフェーズ焼成体難黒鉛化性炭素等の炭素材料、Si、Si合金、SiO等のSi系負極材料Sn合金等のSn系負極材料、リチウム金属、リチウム−アルミニウム合金等のリチウム合金を用いることができる。

0054

負極活物質の使用量は、負極合剤100質量部に対して80質量部〜99質量部とするのが好ましく、より好ましくは90質量部〜99質量部である。

0055

2−3.セパレータ
セパレータは正極と負極とを隔てるように配置されるものである。セパレータには特に制限がなく、本発明では、従来公知のセパレータはいずれも使用できる。具体的なセパレータとしては、例えば、非水電解液を吸収・保持するポリマーからなる多孔性シート(例えば、ポリオレフィン微多孔質セパレータやセルロース系セパレータ等)、不織布セパレータ多孔質金属体等が挙げられる。中でも、ポリオレフィン系微多孔質セパレータは、有機溶媒に対して化学的に安定であるという性質を有するため好適である。

0056

上記多孔性シートの材質としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレンの3層構造を有する積層体等が挙げられる。

0057

上記不織布セパレータの材質としては、例えば、綿、レーヨンアセテートナイロンポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミドアラミドガラス等が挙げられ、要求される機械強度等に応じて、上記例示の材質を単独で、又は、2種以上を組み合わせて用いることができる。

0058

2−4.電池外装材
正極、負極、セパレータ及び電解液等を備えた電池素子は、リチウムイオン二次電池使用時の外部からの衝撃、環境劣化等から電池素子を保護するため電池外装材に収容される。本発明では、電池外装材の素材は特に限定されず従来公知の外装材はいずれも使用することができる。

0059

なお本願は、2013年2月18日に出願された日本国特許出願第2013−29274号、2013年9月11日に出願された日本国特許出願第2013−188802号に基づく優先権の利益を主張するものである。

0060

2013年2月18日に出願された日本国特許出願第2013−29274号、2013年9月11日に出願された日本国特許出願第2013−188802号の明細書の全内容が、本願に参考のため援用される。

0061

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。

0062

実験例A
実験例1
1.電解液の調製
エチレンカーボネート(EC、環状カーボネート)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを、15:85(体積比)で混合した非水溶媒に、電解質塩(2)として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6、キシダ化学株式会社製)を濃度が1.20mol/Lとなるように溶解させて、電解液(1)を調製した。

0063

2.コイン型リチウムイオン二次電池の製造
正極活物質(LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)、導電助剤(アセチレンブラック2質量部とグラファイト2質量部の混合物)及び結着剤(PVdF)を93:4:3の質量比で混合し溶媒(N−メチルピロリドン)に分散させた正極合剤スラリーアルミニウム箔(正極集電体)上に塗工し、乾燥して、正極シートを作製した。

0064

負極活物質(球状加工天然黒鉛)、導電助剤(カーボンブラック)及び結着剤(スチレン−ブタジエンゴム2.0質量部とカルボキシメチルセルロース1.2質量部の混合物)を96.3/0.5/3.2の質量比で混合した負極合剤スラリー銅箔(負極集電体)上に塗工し、乾燥して負極シートを作製した。

0065

次いで、上記で得られた正極シート、負極シート及びポリエチレン製セパレータを、それぞれ円形(正極φ12mm、負極φ14mm、セパレータφ16mm)に打ち抜いた。宝株式会社より購入したCR2032コイン型電池部品正極ケースアルミクラッドSUS304L製)、負極キャップ(SUS316L製)、スペーサー(1mm厚、SUS316L製)、ウェーブワッシャー(SUS316L製)、ガスケットポリプロピレン製))を用いてコイン型リチウムイオン二次電池を作製した。具体的には、ガスケットを装着した負極キャップ、ウェーブワッシャー、スペーサー、負極シート(負極の銅箔側がスペーサーと対向するように設置)、セパレータをこの順で重ねた後、上記電解液(1)をセパレータに含浸させた。次いで、正極合剤塗布面が負極活物質層側と対向するように正極シートを設置し、その上に正極ケースを重ね、カシメ機でかしめることによりコイン型リチウムイオン二次電池を作製した。

0066

3.サイクル特性試験
得られたコイン型リチウムイオン二次電池について、温度25℃の環境下、充放電試験装置(株式会社アスカ電子製)を使用し、所定の充電条件(1C、4.4V、定電流定電圧モード0.02Cカット)及び放電条件(1C、終止電圧2.75V、定電流モード)にて、各充放電時には10分の充放電休止時間を設けてサイクル特性試験を行った。容量維持率は、1サイクル後の放電容量と150サイクル後の放電容量の値から算出した。結果を表1に示す。
容量維持率(%)=(150サイクル後の放電容量/1サイクル後の放電容量)×100

0067

4.放電負荷特性試験
コイン型リチウムイオン二次電池について、温度25℃の環境下、充放電試験装置(株式会社アスカ電子製)を使用し、所定の充電条件(1C、4.4V、定電流定電圧モード0.02Cカット)での充電後、放電終止電圧2.75V、放電電流0.2Cで、定電流放電を行って電池の放電容量を測定した。その後、再び、所定の充電条件(1C、4.4V、定電流定電圧モード0.02Cカット)で充電を行った後、放電終止電圧2.75V、放電電流3Cで定電流放電を行って放電容量を測定した。各充放電時には10分の休止時間を設けて放電容量測定を行った。放電定電流0.2Cにおける放電容量を100としたときの放電定電流3Cにおける放電容量の指数を負荷特性として表1及び図1に示す。

0068

また、初回放電時に平均放電電圧(満充電状態から0.2Cで放電し、放電開始から150分間経過したときの電圧)を測定したところ、実験例1で製造したリチウムイオン二次電池の平均放電電圧は3.735Vであった。

0069

実験例2〜23
下記表1に示す組成となるように、混合した非水溶媒に各電解質塩を溶解させて電解液(2)〜(23)を調整した。得られた電解液(2)〜(23)を使用したこと以外は実験例1と同様にして、コイン型リチウムイオン二次電池を作製し、サイクル特性試験及び放電負荷特性試験を行った。なお、実験例20〜23のサイクル特性試験は、実験例1では4.4Vであった充電条件を4.2Vに変更して行った。結果を表1及び図1に示す。

0070

また、実験例1と同様、放電負荷特性試験の初回放電時に平均放電電圧を測定した結果を併せて表1に示す。実験例2〜23で製造したリチウムイオン二次電池の平均放電電圧は3.7V以上であった。

0071

表1中、「LiFSI」はリチウムビス(フルオロスルホニル)イミドを示す。

0072

表1より、LiPF6のみを電解質塩として使用した場合には、電解質塩濃度を高めることで、サイクル特性の劣化がやや抑制されたものがあるものの、抑制の程度は十分ではなかった(実験例8(電解質塩濃度:1.0mol/L、サイクル特性:70.1%);実験例1〜7(電解質塩濃度:1.2mol/L〜1.5mol/L、サイクル特性:42.2%〜72.6%))。

0073

これに対して、電解液に電解質塩(1)を含む実験例9〜19では、実験例1〜8と比べて、1.1mol/L超の高電解質塩濃度領域でのサイクル特性の劣化が抑制されていた。また、実験例5ではサイクル特性試験後に電解液量の減少が見られたが、電解質塩(1)の有無以外は実験例5と同様の電解液組成を有する実験例15では、サイクル特性試験後も電解液量の減少は見られなかった。

0074

このことより、電解質塩(1)を使用したことにより、正極及び/又は負極表面に被膜が形成された結果、溶媒の酸化分解や還元分解が抑制され、サイクル特性の劣化が抑えられたものと考えられる。

0075

実験例9〜19では、特に、同一の電解質塩濃度を有する電解液において、リチウムイオンに対する環状カーボネートのモル比(環状カーボネート/Li+)が小さいほど、サイクル特性が良好になる傾向が認められた(実験例9と10との比較、実験例11〜13の比較、実験例14〜17の比較)。これは、電極表面に被膜が形成されたことに加えて、環状カーボネートを特定の範囲で使用したことにより、溶媒である環状カーボネートとリチウムイオンとの溶媒和によってリチウムイオンと溶媒和しておらず分解反応に関与できる環状カーボネート量が減少し、溶媒の分解反応が一層抑制されたためと考えられる。

0076

実験例20〜23より、電解質塩(1)を主剤(全電解質塩濃度の約58%以上)として用いた電解液においても、リチウムイオンに対する環状カーボネートのモル比(環状カーボネート/Li+)が小さいと、サイクル特性が良好になる傾向が認められた。これは、実験例9〜19と同様に、実験例20〜23でも電極表面に被膜が形成され、また、環状カーボネートを特定の範囲で使用したことにより、環状カーボネートとリチウムイオンとの溶媒和によってリチウムイオンと溶媒和しておらず分解反応に関与できる環状カーボネート量が減少し、溶媒の分解反応が一層抑制されたためと考えられる。

0077

このように、電解質塩(1)と環状カーボネートを含み、且つ、電解質塩濃度が高い(1.1mol/L超)本発明の電解液では、充電時の終止電圧に拘らず同様の効果が得られることがわかる。さらに、電解質塩(1)としてLiFSIを主剤として用いることにより、低温でのレート特性の改善なども期待される。

0078

放電負荷特性について、電解質塩(1)を含まない場合は、溶媒組成が同じであっても、電解質塩濃度が高いほど、放電負荷特性が低下する傾向がある(実験例2と6、実験例4と7の比較)。これに対して、電解質塩(1)を含む場合、同じ溶媒組成においては、電解質塩濃度が高くなっても、負荷特性に顕著な変化はなかった。この結果から、他の電解質塩(LiPF6)に比べて電解質塩(1)の溶媒への溶解性が高く、電解質塩(1)を含む本発明の例では、電解質塩濃度が増加しても粘度上昇が生じなかったものと考えられる。また、電解質塩(1)のイオン伝導度が他の電解質塩(LiPF6)よりも優れていることも、放電負荷特性に寄与したものと考えられる。

0079

以上の結果より、本発明の電解液を備えたリチウムイオン二次電池は、サイクル特性の劣化抑制により、長寿命を有することが期待できる。

0080

実験例B
実験例24
1.電解液の調製
エチレンカーボネート(EC、環状カーボネート)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを、10:90(体積比)で混合した非水溶媒に、電解質塩(1)としてリチウムビス(フルオロスルホニル)イミドと、電解質塩(2)として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6、キシダ化学株式会社製)とを濃度がそれぞれ0.6mol/Lとなるように溶解させて、電解液(24)を調製した。

0081

2.ラミネート型リチウムイオン二次電池の作製と試験前の充放電
市販の正極シート(活物質:LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2)1枚と、市販の負極シート(活物質:グラファイト)1枚とを対向するように積層し、その間に1枚のポリオレフィン系セパレータを挟んだ。2枚のアルミニウムラミネートフィルムで正、負極のシートを挟み込み、アルミニウムラミネートフィルム内を電解液で満たし、真空状態密閉することにより、24mAhのラミネートセルを作製した。

0082

充放電試験装置(ACD−01、アスカ電子株式会社製)を使用して、25℃で充放電速度0.2C(定電流モード)、3.0V〜4.2Vで1度充放電を行った後、ラミネートセルを開封してから、再度真空状態で密閉した。同条件で充放電を5回繰り返してラミネート型リチウムイオン二次電池を完成させた。

0083

3.サイクル特性試験(充放電効率
得られたラミネート型リチウムイオン二次電池について、温度25℃で、充放電試験装置(ACD−01、アスカ電子株式会社製)を使用し、充放電速度0.2C(定電流定電圧モード、0.02Cカット)、3.0V〜4.2Vにて、各充放電時には10分の充放電休止時間を設けて、サイクル試験を行った。下記式より、1サイクル目、5サイクル目における充放電効率を算出した。結果を表2に示す。
充放電効率 (%)=100×[放電容量]/[充電容量

0084

4.低温特性試験(放電レート特性
ラミネート型リチウムイオン二次電池について、温度25℃で、充放電試験装置(ACD−01、アスカ電子株式会社製)を用いて、充電速度0.2C(定電流定電圧モード、0.02Cカット)で、4.2Vまで充電した後、同温度で、放電速度0.2C(定電流モード)で3Vまで放電させた時の放電容量を基準とした。次いで、同じ条件で充電した後、温度−30℃で、放電レート0.2C、0.5C、1.0C、2.0Cに変化させ、3.0Vまで放電させたときの放電容量を測定した。結果を表2に示す。

0085

実験例25〜27
下記表2に示す組成となるように、溶媒に各電解質塩を溶解させて電解液(25)〜(27)を調製した。得られた電解液(25)〜(27)を使用したこと以外は実験例24と同様にして、ラミネート型リチウムイオン二次電池を作製し、サイクル特性試験及び低温特性試験を行った。結果を表2に示す。

0086

表2に示す通り、サイクル特性試験(充放電効率)において、環状カーボネート/Li+比が1.25である実験例24のラミネート型リチウムイオン二次電池は高い充放電効率を示していた。これに対して、環状カーボネートを含まず環状カーボネート/Li+比が0となる実験例26では1サイクル目と5サイクル目の充放電効率が実験例24に比べて劣っていた。この結果より、同じ溶媒組成であっても電解質塩(1)を含む方がリチウムイオン二次電池を高容量化できることが確認された。また、実験例24と26とでは、放電容量も実験例24の方が高かった。

0087

これは、実験例26では溶媒に環状カーボネートが含まれておらず負極に被膜が形成されなかったため、環状カーボネートを含有した電解液を用いた実験例24と比較して溶媒の分解が促進されたためであると考えられる。実験例24と25では、電解質塩(1)を含む実験例24の方が放電容量が高かった。これは環状カーボネートに由来する被膜に加え、電解質塩(1)に由来する被膜が電極表面に形成されたことにより、溶媒の分解が抑制されたためであると考えられる。

0088

低温特性試験(放電レート特性)において、実験例24(環状カーボネート/Li+比が1.25)は、いずれの放電レートでも他の実験例に比べて高い放電容量を示していた。一方で、環状カーボネートを含まず環状カーボネート/Li+比が0になる実験例26は実験例24と比較していずれのレートにおいても容量が低かった。また、電解質塩(1)(LiFSI)を含まない実験例25、27の放電レート特性は、電解質塩(1)を含む実験例24と比較して劣るものであった。

0089

なお、実験例24〜27で製造したリチウムイオン二次電池について、低温特性試験の初回放電時(満充電状態から0.2Cで放電し、放電開始から150分間経過したときの電圧)に測定した平均放電電圧はいずれも3.7V以上であった。測定結果を表2に示す。

0090

実験例C
実験例28〜37
1.電解液の調製
エチレンカーボネート(EC、環状カーボネート)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを、表3に示す組成となるように混合した非水溶媒に、電解質塩(1)としてリチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミドと、電解質塩(2)として六フッ化リン酸リチウム(LiPF6、キシダ化学株式会社製)とを表3に示す濃度となるように溶解させて、各電解液を調製した。なお、表3中、「LiFTI」はリチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミドを表す。

0091

2.コイン型リチウムイオン二次電池の製造
市販の正極シート(LiCoO2)、市販の負極シート(天然黒鉛)及びポリエチレン製セパレータを、それぞれ円形(正極φ12mm、負極φ14mm、セパレータφ16mm)に打ち抜いた。宝泉株式会社より購入したCR2032コイン型電池用部品(正極ケース(アルミクラッドSUS304L製)、負極キャップ(SUS316L製)、スペーサー(1mm厚、SUS316L製)、ウェーブワッシャー(SUS316L製)、ガスケット(ポリプロピレン製))を用いてコイン型リチウムイオン二次電池を作製した。

0092

具体的には、ガスケットを装着した負極キャップ、ウェーブワッシャー、スペーサー、負極シート(負極の銅箔側がスペーサーと対向するように設置)、セパレータをこの順で重ねた後、表3に記載した組成となるように調整した電解液をセパレータに含浸させた。次いで、正極活物質(LiCoO2)が含まれる層が負極活物質層側と対向するように正極シートを設置し、その上に正極ケースを重ね、カシメ機でかしめることによりコイン型リチウムイオン二次電池を作製した。

0093

3.サイクル特性試験
得られたコイン型リチウムイオン二次電池について、温度25℃の環境下、充放電試験装置(ACD−01、株式会社アスカ電子製)を使用し、所定の充電条件(1C、4.2V、定電流定電圧モード0.02Cカット)及び所定の放電条件(1C、終止電圧3V、定電流モード)にて、各充放電時には10分の充放電休止時間を設けてサイクル特性試験を行った。容量維持率は、1サイクル後の放電容量と100サイクル後の放電容量の値から算出した。結果を表3及び図2に示す。
容量維持率(%)=(100サイクル後の放電容量/1サイクル後の放電容量)×100

実施例

0094

上記実験例により、電解質塩(1)としてLiFTIを使用した場合においても、LiFSIを使用した場合と同様、リチウムイオンに対する環状カーボネートのモル比(環状カーボネート/Li+)が小さい程、サイクル特性の低下が抑制される傾向が認められた。また、実験例29と33、実験例30と34、実験例36と37の対比より、電解質塩(1)濃度が高まるとサイクル特性は劣化する傾向にあるが、環状カーボネート/Li+を小さくすることで(特に3以下)、電解質塩濃度が高い電解液においても、サイクル特性の低下を抑制できることが分かる。

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い技術

関連性が強い 技術一覧

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ