JP3229757B2 - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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Description
わり、詳しくは3V(vs. Li/Li+ )以上で充放電
可能な物質を正極活物質とする正極と、Lcが150Å
以上、d002が3.37Å以下の炭素材料(黒鉛)を電
極材料とする負極と、非水電解液と、セパレータとを備
えたリチウム二次電池の高容量化を図るための非水電解
液の改良に関する。
負極活物質として、炭素材料、特に黒鉛を用いたリチウ
ム二次電池が、高エネルギー密度電池として注目されて
いる。
としては、通常、高誘電率溶媒と低粘度溶媒の混合溶媒
が用いられている。例えば、米国特許公報(USP)5
192629号には、リチウム二次電池の電解液の溶媒
として、エチレンカーボネート(高誘電率溶媒)と、ジ
メチルカーボネート(低粘度溶媒)との混合溶媒が開示
されている。
により黒鉛の層間に挿入(ドープ)されるリチウム量は
炭素原子(C)6個に対しリチウム(Li)1個が限度
である。このため、負極の放電容量は、372mAh/
g(C6 Liから計算される黒鉛1g当たりの理論容
量)を超えることはなかった。
は、負極に黒鉛を使用したリチウム二次電池の非水電解
液の溶媒として、エチレンカーボネートと、γ−ブチロ
ラクトンと、スルホランと、1,2−ジメトキシエタン
とからなる4成分系の混合溶媒が提案されている。
果、負極に黒鉛を使用したリチウム二次電池の非水電解
液の溶媒に1,2−ジメトキシエタンやγ−ブチロラク
トンを含む混合溶媒を使用すると、これらの溶媒が、充
電末期に負極に生成したC6 Liと反応するため、負極
の放電容量が小さくなるという問題があることが分かっ
た。
であって、その目的とするところは、負極の放電容量が
372mAh/gを超える高容量のリチウム二次電池を
提供するにある。
の本発明に係るリチウム二次電池は、3V(vs. Li/
Li+ )以上で充放電可能な物質を正極活物質とする正
極と、c軸方向の結晶子の大きさ(Lc)が150Å以
上であり、且つ格子面(002)面におけるd値(d
002 )が3.37Å以下である、リチウムイオンを吸蔵
及び放出することが可能な炭素材料を電極材料とする負
極と、溶媒及び溶質からなる非水電解液と、セパレータ
とを備えたリチウム二次電池において、前記溶媒とし
て、ジエチルカーボネート(EC)、ジメチルカーボネ
ート(DMC)、メチルエチルカーボネート(ME
C)、メチルプロピルカーボネート(MPC)及びメチ
ルイソプロピルカーボネート(MiPC)よりなる群か
ら選ばれた少なくとも一種の非環状炭酸エステル(A)
5〜65体積%と、テトラメチレンスルホキシド(TM
SO)、下記化4で表されるスルホン、下記化5で表さ
れるスルホキシド、並びに、下記化6で表されるスルホ
ラン(SL)及びその誘導体よりなる群から選ばれた少
なくとも一種の含イオウ化合物(B)5〜65体積%
と、エチレンカーボネート(EC)(C)5〜65体積
%とからなる混合溶媒が使用されてなる。
又はメチル基)
ステル(A)10〜75体積%、含イオウ化合物(B)
5〜65体積%、エチレンカーボネート(C)5〜65
体積%に限定されるのは、この混合比率において負極の
放電容量が極めて大きい高容量のリチウム二次電池が得
られるからである。
能な物質(正極活物質)としては、リチウム含有ニッケ
ル酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有
コバルト・ニッケル複合酸化物が例示される。
iBF4 、LiClO4 、LiCF3 SO3 、LiAs
F6 、LiN(CF3 SO2 )2 が例示される。
ジエチルカーボネート等の非環状炭酸エステル(A)1
0〜75体積%と、スルホラン等の含イオウ化合物
(B)5〜65体積%と、エチレンカーボネート(C)
5〜65体積%とからなる混合溶媒が使用されているの
で、ジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとか
らなる2成分系の従来の混合溶媒を使用した場合に比べ
て、負極黒鉛の単位重量当たりのの放電容量が大きくな
る。これは、非環状炭酸エステル(A)とエチレンカー
ボネート(C)とからなる2成分系の混合溶媒に、さら
に含イオウ化合物(B)を加えることにより、非水電解
液中のリチウムイオン(溶質)に対する溶媒和エネルギ
ーが小さくなり、黒鉛の層間にリチウムイオンが挿入さ
れる際に必要となるエネルギーが減少するため、C6 L
iの割合(C:Li=6個:1個)以上にLiが多く挿
入されるようになるためと考えられる。このように、負
極黒鉛の単位重量当たりの放電容量が大きくなるので、
例えば正極支配型のリチウム二次電池の負極の黒鉛の充
填量を少なくするとともに、正極活物質の充填量を多く
することができ、その結果高容量のリチウム二次電池が
得られる。
る特定の混合溶媒を使用すると、非環状炭酸エステル
(A)とエチレンカーボネート(C)との混合溶媒、す
なわち含イオウ化合物(B)を含有しない混合溶媒を使
用した場合に比べて、高温でのサイクル特性が向上す
る。
が、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではな
く、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実
施することが可能なものである。
Å;d002 >1000Å)を、PVdF(ポリフッ化ビ
ニリデン)のNMP(N−メチルピロリドン)溶液に分
散させてスラリーを調製した後、このスラリーをドクタ
ーブレード法により、負極集電体としての銅箔の両面に
塗布し、乾燥して、銅箔の両面に厚さ50μmの活物質
層(炭素材料層)が形成された負極を作製した。
としてのリチウム金属箔とを、セパレータとしてのポリ
エチレン製多孔膜を介して渦巻き状に巻回し、電極体を
作製した。
なる参照極とを、非水電解液を注入した試験セルに組み
込んで、3極式試験セルを組み立てた。非水電解液とし
ては、下記の(1)〜(3)に示す種々の非水電解液を
調製した。
との等体積混合溶媒に、さらにジエチルカーボネートを
種々の割合で混合してなる7種の混合溶媒にLiPF6
を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにスルホランを
種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLiPF6
を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
との等体積混合溶媒に、さらにエチレンカーボネートを
種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLiPF6
を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
を、それぞれ順にA1〜A7、B1〜B6、C1〜C6
と称する。
立てた各3極式試験セルを、25°Cにて、電流密度
0.1mA/cm2で終止電圧0Vまで充電した後、
0.1mA/cm2 で終止電圧1Vまで放電して、各3
極式試験セルの負極の放電容量を調べた。結果を図1
(正三角図)に示す。図1において、各3極式試験セル
に使用した非水電解液の混合溶媒中の各溶媒の比率は、
各点より三角形の各辺に平行な3本の直線を引いたとき
の各辺との交点の座標から求められる。すなわち、SL
−DEC線に平行な直線とEC−SL線又はEC−DE
C線との交点がエチレンカーボネートの比率を表し、E
C−SL線に平行な直線とSL−DEC線又はEC−D
EC線との交点がジエチルカーボネートの比率を表し、
またEC−DEC線に平行な直線とEC−SL線又はS
L−DEC線との交点がスルホランの比率を表す。例え
ば、3極式試験セルA6の非水電解液の溶媒比率(体積
%)は、エチレンカーボネート:スルホラン:ジエチル
カーボネート=45:45:10となる(後出する図3
〜図11も同じ座標系のグラフである。)。図2は、図
1中の3極式試験セルB1〜B6についての充放電試験
の結果を、縦軸に負極の放電容量(mAh)を、また横
軸に使用した非水電解液の各溶媒の比率をとって示した
グラフである。
混合しなかった3極式試験セルB6の負極の放電容量は
372mAh/g(C6 Liの場合の理論容量)である
のに対して、スルホランを5体積%混合した3極式試験
セルB5の放電容量は、380mAh/gと大きい。こ
のように、スルホランの混合量は少量であってもスルホ
ランの混合が負極の放電容量の増大に及ぼす影響は極め
て大きく、負極の放電容量はスルホランの混合量5体積
%を臨界値として大きく変化する。なお、図1中、Aの
部分は負極の放電容量が380m〜400mAh/gと
なる溶媒の組成領域、Bの部分は負極の放電容量が40
0mAh/g以上となる溶媒の組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。
非水電解液を調製した。
との等体積混合溶媒に、さらにジメチルカーボネートを
種々の割合で混合してなる7種の混合溶媒にLiPF6
を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにスルホランを
種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLiPF6
を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
との等体積混合溶媒に、さらにエチレンカーボネートを
種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLiPF6
を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にD1〜D7、E1〜E6、F1〜F6と称する。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図3に示す。
0〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部分
は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒の
組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。
非水電解液を調製した。
との等体積混合溶媒に、さらにメチルエチルカーボネー
トを種々の割合で混合してなる7種の混合溶媒にLiP
F6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
ルカーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにスルホラ
ンを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLiP
F6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
ートとの等体積混合溶媒に、さらにエチレンカーボネー
トを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLiP
F6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にG1〜G7、H1〜H6、I1〜I6と称する。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図4に示す。
0〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部分
は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒の
組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。
非水電解液を調製した。
との等体積混合溶媒に、さらにメチルイソプロピルカー
ボネートを種々の割合で混合してなる7種の混合溶媒に
LiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電
解液。
プロピルカーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにス
ルホランを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒に
LiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電
解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにエチレンカー
ボネートを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒に
LiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電
解液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にJ1〜J7、K1〜K6、L1〜L6と称する。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図5に示す。
0〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部分
は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒の
組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。
非水電解液を調製した。
との等体積混合溶媒に、さらにメチルプロピルカーボネ
ートを種々の割合で混合してなる7種の混合溶媒にLi
PF6を1モル/リットル溶かして調製した非水電解
液。
ピルカーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにスルホ
ランを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLi
PF6を1モル/リットル溶かして調製した非水電解
液。
ネートとの等体積混合溶媒に、さらにエチレンカーボネ
ートを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLi
PF6を1モル/リットル溶かして調製した非水電解
液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にM1〜M7、N1〜N6、O1〜O6と称する。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図6に示す。
0〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部分
は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒の
組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。
非水電解液を調製した。
レンスルホキシドとの等体積混合溶媒に、さらにジエチ
ルカーボネートを種々の割合で混合してなる6種の混合
溶媒にLiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した
非水電解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにテトラメチレ
ンスルホキシドを種々の割合で混合してなる6種の混合
溶媒にLiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した
非水電解液。
チルカーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにエチレ
ンカーボネートを種々の割合で混合してなる6種の混合
溶媒にLiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した
非水電解液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にP1〜P6、Q1〜Q6、R1〜R6と称する。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図7に示す。
0〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部分
は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒の
組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。
非水電解液を調製した。
ルホン(PS)(上記化4中のm=3のもの)との等体
積混合溶媒に、さらにジエチルカーボネートを種々の割
合で混合してなる6種の混合溶媒にLiPF6 を1モル
/リットル溶かして調製した非水電解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにプロピルスル
ホンを種々の割合で混合してなる5種の混合溶媒にLi
PF6を1モル/リットル溶かして調製した非水電解
液。
ネートとの等体積混合溶媒に、さらにエチレンカーボネ
ートを種々の割合で混合してなる4種の混合溶媒にLi
PF6を1モル/リットル溶かして調製した非水電解
液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にS1〜S6、T1〜T5、U1〜U4と称する。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図8に示す。
0〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部分
は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒の
組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。さらに、メチルスルホン(上記化4中のm
=1のもの)、エチルスルホン(上記化4中のm=2の
もの)及びブチルスルホン(上記化4中のm=4のも
の)についても、同様の結果が得られた。
非水電解液を調製した。
ルホキシド(PSO)(上記化5中のn=3のもの)と
の等体積混合溶媒に、さらにジエチルカーボネートを種
々の割合で混合してなる6種の混合溶媒にLiPF6 を
1モル/リットル溶かして調製した非水電解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにプロピルスル
ホキシドを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒に
LiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電
解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにエチレンカー
ボネートを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒に
LiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電
解液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にV1〜V6、W1〜W6、X1〜X6と称する。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図9に示す。
0〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部分
は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒の
組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。さらに、メチルスルホキド(上記化5中の
n=1のもの)及びブチルスルホキシド(上記化5中の
n=4のもの)についても、同様の結果が得られた。
非水電解液を調製した。
スルホラン(3−MSL)との等体積混合溶媒に、さら
にジエチルカーボネートを種々の割合で混合してなる7
種の混合溶媒にLiPF6 を1モル/リットル溶かして
調製した非水電解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらに3−メチルス
ルホランを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒に
LiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電
解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにエチレンカー
ボネートを種々の割合で混合してなる6種の混合溶媒に
LiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した非水電
解液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にY1〜Y7、Z1〜Z6、AA1〜AA6と称す
る。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図10に示す。
80〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部
分は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒
の組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。
非水電解液を調製した。
メチルスルホラン(2,4−DMSL)との等体積混合
溶媒に、さらにジエチルカーボネートを種々の割合で混
合してなる7種の混合溶媒にLiPF6 を1モル/リッ
トル溶かして調製した非水電解液。
ーボネートとの等体積混合溶媒に、さらに2,4−ジメ
チルスルホランを種々の割合で混合してなる6種の混合
溶媒にLiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した
非水電解液。
チルカーボネートとの等体積混合溶媒に、さらにエチレ
ンカーボネートを種々の割合で混合してなる6種の混合
溶媒にLiPF6 を1モル/リットル溶かして調製した
非水電解液。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
このようにして組み立てた3極式試験セルを、それぞれ
順にAB1〜AB7、AC1〜AC6、AD1〜AD6
と称する。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図11に示す。
80〜400mAh/gとなる溶媒の組成領域、Bの部
分は負極の放電容量が400mAh/g以上となる溶媒
の組成領域である。
度について上記と同様の結果が得られ、またLiBF4
等の他の溶質を用いた場合においても上記と同様の結果
が得られた。
ホランとの等体積混合溶媒に、さらに1,2−ジメトキ
シエタンを種々の割合で混合してなる単一溶媒又は混合
溶媒に、LiPF6 を1モル/リットル溶かして6種の
非水電解液を調製した。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図12に示す。
/g)を、また横軸に溶媒の比率をとって示したグラフ
である。図12より、1,2−ジメトキシエタンの混合
比率が増大するにつれて、負極の放電容量が低下するこ
とが分かる。
ホランとの等体積混合溶媒に、さらにγ−ブチロラクト
ンを種々の割合で混合してなる単一溶媒又は混合溶媒
に、LiPF6 を1モル/リットル溶かして6種の非水
電解液を調製した。
試験例1と同様にして、3極式試験セルを組み立てた。
立てた各3極式試験セルを、試験例1と同じ充放電条件
で充放電して、各3極式試験セルの負極の放電容量を調
べた。結果を図13に示す。
/g)を、また横軸に溶媒の比率をとって示したグラフ
である。図13より、γ−ブチロラクトンの混合比率が
増大するにつれて、負極の放電容量が低下することが分
かる。
ッケル(NiCO3 )とを、Li:Niの原子比1:1
で混合して得た混合物を、850°Cで20時間焼成し
て、正極活物質としてのLiNiO2 (リチウム含有ニ
ッケル酸化物)粉末を作製した。この粉末を、石川式ら
いかい乳鉢中で4時間粉砕して、平均粒径約5μmの微
粉末とした。
と、導電剤としてのカーボンとの混合物を、PVdFの
NMP溶液に分散させてスラリーを調製した後、このス
ラリーをドクターブレード法により、正極集電体として
のアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥して、アルミニ
ウム箔の両面に厚さ50μmの活物質層が形成された正
極を作製した。
Å;d002 >1000Å)を、PVdFのNMP溶液に
分散させてスラリーを調製した後、このスラリーをドク
ターブレード法により、負極集電体としての銅箔の両面
に塗布し、乾燥して、銅箔の両面に厚さ50μmの活物
質層が形成された負極を作製した。
スルホランとジエチルカーボネートとの体積比率20:
20:60の混合溶媒にLiPF6 を1モル/リットル
溶かして非水電解液を調製した。
液を使用して、AAサイズの円筒型のリチウム二次電池
(本発明電池)BA1を組み立てた。セパレータとして
は、ポリエチレン製多孔膜を使用した。
模式的に示す断面図であり、図示の電池BA1は、正極
1、負極2、これら両電極を離間するセパレータ3、正
極リード4、負極リード5、正極外部端子6、負極缶7
などからなる。正極1及び負極2は、非水電解液を注入
されたセパレータ3を介して渦巻き状に巻き取られた状
態で負極缶7内に収納されており、正極1は正極リード
4を介して正極外部端子6に、また負極2は負極リード
5を介して負極缶7に接続され、電池内部で生じた化学
エネルギーを電気エネルギーとして外部へ取り出し得る
ようになっている。
O3 )と炭酸コバルト(CoCO3 )とを、Li:Co
の原子比1:1で混合して得た混合物を、850°Cで
20時間焼成して、正極活物質としてのLiCoO
2 (リチウム含有コバルト酸化物)粉末を作製した。こ
の粉末を、石川式らいかい乳鉢中で4時間粉砕して、平
均粒径約5μmの微粉末とした。
上記LiCoO2 の微粉末を使用したこと以外は実施例
1と同様にして、AAサイズの円筒型のリチウム二次電
池(本発明電池)BA2を作製した。
O3 )と炭酸ニッケル(NiCO3 )と炭酸コバルト
(CoCO3 )とを、Li:Ni:Coの原子比2:
1:1で混合して得た混合物を、850°Cで20時間
焼成して、正極活物質としてのLi2 NiCoO4(リ
チウム含有コバルト・ニッケル複合酸化物)粉末を作製
した。この粉末を、石川式らいかい乳鉢中で4時間粉砕
して、平均粒径約5μmの微粉末とした。
上記Li2 NiCoO4 の微粉末を使用したこと以外は
実施例1と同様にして、AAサイズの円筒型のリチウム
二次電池(本発明電池)BA3を作製した。
ジエチルカーボネートとの体積比率40:60の混合溶
媒にLiPF6 を1モル/リットル溶かして非水電解液
を調製した。
たこと以外は、それぞれ実施例1、実施例2又は実施例
3と同様にして、順にAAサイズの円筒型のリチウム二
次電池(比較電池)BC1,BC2,BC3を作製し
た。
〜BA3及び比較電池BC1〜BC3について、60°
Cにおいて、200mAで終止電圧4.1Vまで充電し
た後、200mAで終止電圧2.75Vまで放電する工
程を1サイクルとする充放電サイクル試験を行い、各電
池のサイクル特性を調べた。結果を図15に示す。
また横軸にサイクル数(回)をとって示したグラフであ
る。図15より、本発明電池BA1〜BA3は、比較電
池BC1〜BC3に比べて、高温でのサイクル特性に格
段優れていることが分かる。
量当たりの放電容量が大きく、しかも高温でのサイクル
特性に優れる。
比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
の比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
媒の比率と負極の放電容量との関係を示すグラフであ
る。
比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
の比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
各溶媒の比率と負極の放電容量との関係を示すグラフで
ある。
C)中の各溶媒の比率と負極の放電容量との関係を示す
グラフである。
の比率と負極の放電容量との関係を示すグラフである。
媒の比率と負極の放電容量との関係を示すグラフであ
る。
の断面図である。
でのサイクル特性を示すグラフである。
Claims (4)
- 【請求項1】3V(vs. Li/Li+ )以上で充放電可
能な物質を正極活物質とする正極と、c軸方向の結晶子
の大きさ(Lc)が150Å以上であり、且つ格子面
(002)面におけるd値(d002 )が3.37Å以下
である、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能
な炭素材料を電極材料とする負極と、溶媒及び溶質から
なる非水電解液と、セパレータとを備えたリチウム二次
電池において、前記溶媒が、ジエチルカーボネート、ジ
メチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチ
ルプロピルカーボネート及びメチルイソプロピルカーボ
ネートよりなる群から選ばれた少なくとも一種の非環状
炭酸エステル(A)10〜75体積%と、テトラメチレ
ンスルホキシド、下記化1で表されるスルホン、並び
に、下記化2で表されるスルホキシド、下記化3で表さ
れるスルホラン及びスルホラン誘導体よりなる群から選
ばれた少なくとも一種の含イオウ化合物(B)5〜65
体積%と、エチレンカーボネート(C)5〜65体積%
とからなる混合溶媒であることを特徴とするリチウム二
次電池。 【化1】 (但し、m=1、2、3又は4) 【化2】 (但し、n=1、3又は4) 【化3】 (但し、A1 〜A4 は各独立して水素原子又はメチル
基) - 【請求項2】前記スルホラン誘導体が、3−メチルスル
ホラン又は2,4−ジメチルスルホランである請求項1
記載のリチウム二次電池。 - 【請求項3】前記正極活物質が、リチウム含有ニッケル
酸化物、リチウム含有コバルト酸化物又はリチウム含有
コバルト・ニッケル複合酸化物である請求項1記載のリ
チウム二次電池。 - 【請求項4】前記溶質が、LiPF 6 、LiBF 4 、L
iClO 4 、LiCF 3 SO 3 、LiAsF 6 又はLi
N(CF 3 SO 2 ) 2 である請求項1記載のリチウム二
次電池。
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- 1994-09-05 JP JP23834294A patent/JP3229757B2/ja not_active Expired - Lifetime
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