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JPH11329497A - Lithium secondary battery, electrolytic solution thereof, and electric equipment using the battery - Google Patents

Lithium secondary battery, electrolytic solution thereof, and electric equipment using the battery

Info

Publication number
JPH11329497A
JPH11329497A JP11069539A JP6953999A JPH11329497A JP H11329497 A JPH11329497 A JP H11329497A JP 11069539 A JP11069539 A JP 11069539A JP 6953999 A JP6953999 A JP 6953999A JP H11329497 A JPH11329497 A JP H11329497A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium
secondary battery
battery
lithium secondary
carbonate
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.)
Pending
Application number
JP11069539A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Juichi Arai
寿一 新井
Hideaki Katayama
秀昭 片山
Haruo Akaboshi
晴夫 赤星
Tomoe Takamura
友恵 高村
Takao Iwayagi
隆夫 岩柳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP11069539A priority Critical patent/JPH11329497A/en
Publication of JPH11329497A publication Critical patent/JPH11329497A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • 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

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium secondary battery capable of safely stopping the functions of the battery without being followed by a sudden change in appearance, generation of gas, or a change in pressure, in the event of over- charge, over-discharge, or an abnormal temperature rise, and provide an electrolyte therefor and an electric apparatus using the battery as a power supply. SOLUTION: In a lithium secondary battery having a negative electrode 11 capable of storing/discharging lithium, a positive electrode 10 capable of storing/discharging lithium, and a nonaqueous electrolyte, the nonaqueous electrolyte is solidified by a thermal reaction at a fixed temperature. The nonaqueous electrolyte has a lithium salt and a nonaqueous solvent, the nonaqueous solvent comprises a nonaqueous solvent capable of dissolving the lithium salt and a thermopolymerizable nonaqueous solvent, the nonaqueous solvent capable of dissolving the lithium salt is of 50 to 95 vol.%, preferably 65 to 90 vol.%, while the thermopolymerizing nonaqueous solvent is of 5 to 50 vol.%, preferably 10 to 35 vol.%, and the nonaqueous solvent is thermopolymerized and solidified by over-charge, over-discharge, or an abnormal temperature rise.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はリチウム2次電池に
係わり、特に、自己防御型の安全機能を有する安全性を
向上させた再充電可能なリチウム2次電池とリチウム2
次電池用電解液及びそれを用いた電気機器に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithium secondary battery, and more particularly to a rechargeable lithium secondary battery having a self-protection type safety function and improved safety.
The present invention relates to an electrolytic solution for a secondary battery and an electric device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】リチウム2次電池は、高電圧・高エネル
ギー密度を有し、且つ、貯蔵性能や繰り返しの充放電特
性に優れ、広く携帯用民生電気製品に利用されている。
また、この電池を大型化し、電気自動車用や電力需要平
準化のための家庭用の夜間電力貯蔵装置として活用して
いくための研究・開発が盛んに行われている。二酸化炭
素の排出による地球温暖化の防止,環境汚染の防止に大
きな効果を期待できるクリーンエネルギーとして生活に
普及されるべき製品である。
2. Description of the Related Art A lithium secondary battery has a high voltage and a high energy density, and has excellent storage performance and repetitive charge / discharge characteristics, and is widely used in portable consumer electric products.
Also, research and development for increasing the size of this battery and using it as a nighttime power storage device for electric vehicles and homes for leveling power demand have been actively conducted. It is a product that should be widely used in daily life as clean energy that can be expected to have a great effect on preventing global warming and environmental pollution due to carbon dioxide emissions.

【0003】しかし、この電池にはリチウムとの反応性
や電位窓の制約から可燃性の有機溶媒が用いられてお
り、過充電や外部からの加熱により電池温度が上昇した
際に電解液が熱暴走反応を起こし、可燃性ガスを発生し
電池の内部圧力を上昇させ、そのガスが電池缶外に放出
され、発火や最悪のケースでは爆発を引き起こす。即
ち、この電池の上記用途への普及の如何は安全性の確保
にあると言っても過言ではない。負極に炭素材料を活物
質として用いるリチウム電池にはカーボネート類が良好
な電池特性を示すことから一般に用いられている。なか
でも、エチレンカーボネートや1,2−プロピレンカー
ボネートといった5員環化合物が高誘電率を有し、リチ
ウム塩を解離しやすいため主溶媒と称され必須溶媒とし
て利用されている。これらの化合物は加熱や過充電時に
式1
However, a flammable organic solvent is used in this battery due to its reactivity with lithium and restrictions on the potential window. When the battery temperature rises due to overcharging or external heating, the electrolyte heats up. It causes a runaway reaction, generating flammable gas and increasing the internal pressure of the battery, which is released out of the battery can, causing ignition and, in the worst case, an explosion. That is, it is no exaggeration to say that the spread of this battery in the above-mentioned applications lies in ensuring safety. In lithium batteries using a carbon material as an active material for the negative electrode, carbonates are generally used because they show good battery characteristics. Above all, a five-membered ring compound such as ethylene carbonate or 1,2-propylene carbonate has a high dielectric constant and is easily dissociated from a lithium salt, and is therefore called a main solvent and used as an essential solvent. These compounds have the formula 1 when heated or overcharged.

【0004】[0004]

【化1】 Embedded image

【0005】に示す様な分解反応を起こし、可燃性のガ
スを発生する。この可燃性ガスは電池の内圧を押し上
げ、電池缶から放出され最悪の場合は発火等を引き起こ
す。
[0005] A decomposition reaction as shown in the following occurs to generate flammable gas. This flammable gas raises the internal pressure of the battery and is released from the battery can, causing a fire or the like in the worst case.

【0006】そこで、特開平6−290793号公報にはリチ
ウム塩であるLiPF6により重合反応を引き起こす溶
媒を電解液溶媒として混合して、電池温度が上昇した場
合に電解液を分解反応から重合反応に向かわせ、電池の
発火や破裂を回避する手段が開示されている。また、特
開平6−283206 号公報や特開平9−45369号公報には重合
開始剤や重合性物質をマイクロカプセル化して電解液や
セパレータ等に内在させ電池温度が上昇した際にマイク
ロカプセルからこれら作用物質を放出し、電解液を硬化
する方法が開示されている。
Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-290793 discloses that a solvent which causes a polymerization reaction by LiPF 6 as a lithium salt is mixed as an electrolyte solvent, and when the battery temperature rises, the electrolyte is converted from a decomposition reaction to a polymerization reaction. Means for avoiding ignition or explosion of a battery are disclosed. Further, JP-A-6-283206 and JP-A-9-45369 disclose a polymerization initiator and a polymerizable substance which are microencapsulated and contained in an electrolytic solution or a separator, etc. A method for releasing the active substance and curing the electrolyte is disclosed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】特開平6−290793号公
報ではLiPF6により重合反応を起こす溶媒が限定さ
れており、環状エーテル類を混合することが必須である
がこれが電池特性上好ましくない系では使用できない。
即ち、炭素負極に対して良好な電池特性を示すカーボネ
ート系溶媒であるエチレンカーボネート(EC)及びエ
チルメチルカーボネート(EMC)を1:1で混合した
電解液溶媒の加熱時の発熱挙動を示差熱分析法(DS
C)で解析した結果、溶媒単独では大きな発熱を示さな
いのに対して、LiPF6 を1モル/リッタ溶解した電
解液では250℃付近で急峻な反応を示し、カーボネー
ト溶媒を分解し、可燃性のガスを発生するものである。
このことは試験後の試料の赤外線スペクトルを解析した
結果、溶媒単独の試料ではカーボネート分子のカルボニ
ル基に起因する吸収が1700cm-1に残存するのに対し
て、LiPF6 を1モル/リッタ溶解した電解液の試料
ではこの吸収が消失していた。即ち、先に示した式1の
反応が進行し、炭酸リチウムとエチレンガスが発生して
いることが推察される。従って、カーボネート溶媒を主
溶媒として用いる系ではLiPF6 は有効に重合開始剤
として利用することができない。
In JP-A-6-290793, a solvent causing a polymerization reaction by LiPF 6 is limited, and it is essential to mix cyclic ethers, but this is not preferable in terms of battery characteristics. Cannot be used.
That is, a differential thermal analysis shows the heat generation behavior during heating of an electrolyte solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC), which are carbonate solvents exhibiting good battery characteristics with respect to a carbon anode, are mixed at a ratio of 1: 1. Law (DS
As a result of the analysis in C), the solvent alone did not generate a large amount of heat, whereas the electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at 1 mol / liter showed a sharp reaction at around 250 ° C., decomposing the carbonate solvent, and Of gas.
This means that the infrared spectrum of the sample after the test was analyzed. As a result, the absorption due to the carbonyl group of the carbonate molecule remained at 1700 cm −1 in the sample containing only the solvent, whereas 1 mol / liter of LiPF 6 was dissolved. This absorption disappeared in the electrolyte sample. That is, it is presumed that the reaction of the above-described formula 1 proceeds and lithium carbonate and ethylene gas are generated. Therefore, LiPF 6 cannot be effectively used as a polymerization initiator in a system using a carbonate solvent as a main solvent.

【0008】また、特開平6−283206号公報や特開平9−
45369号公報に記載されているマイクロカプセルを利用
する場合は重合開始剤や重合剤を放出する温度はマイク
ロカプセルの壁材の材質により制御可能であるが、電池
特性を維持させる関係上マイクロカプセルを大量に含有
させることは難しい。カプセルが分散されたかたちで
は、反応がミクロ的には局所局所で進行するため、重合
反応がかなりの早い反応速度で進行しない限りは熱暴走
反応の進行を阻止することが難しい。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. Hei 6-283206 and
When using the microcapsules described in No. 45369, the temperature at which the polymerization initiator or the polymerization agent is released can be controlled by the material of the wall material of the microcapsules. It is difficult to contain a large amount. When the capsules are dispersed, since the reaction proceeds microscopically and locally, it is difficult to prevent the thermal runaway reaction from proceeding unless the polymerization reaction proceeds at a considerably high reaction rate.

【0009】本発明の目的は、過充電,過放電又は異常
な温度上昇に際して急激な外観上の変化,ガス発生又は
圧力変化を伴うことなく安全に電池の機能を停止させる
ことのできるリチウム2次電池とその電解液及びその電
池を電源とした用いた電気機器を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a lithium secondary battery capable of safely stopping the function of a battery without a sudden change in appearance, gas generation or pressure change upon overcharge, overdischarge, or abnormal temperature rise. An object of the present invention is to provide a battery, an electrolytic solution thereof, and an electric device using the battery as a power source.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムを吸
蔵放出可能な負極と、リチウムを吸蔵放出可能な正極
と、非水電解液とを有するリチウム2次電池において、
前記非水電解液は所定の温度での熱反応により固化する
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a lithium secondary battery comprising a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, a positive electrode capable of inserting and extracting lithium, and a non-aqueous electrolyte.
The non-aqueous electrolyte is solidified by a thermal reaction at a predetermined temperature.

【0011】リチウム塩を溶解可能な非水溶媒は50〜
95容量%、好ましくは65〜90容量%及び熱重合性
非水溶媒は5〜50溶量%、好ましくは10〜35容量
%である。
The non-aqueous solvent in which the lithium salt can be dissolved is 50 to
95% by volume, preferably 65 to 90% by volume, and the thermopolymerizable nonaqueous solvent is 5 to 50% by volume, preferably 10 to 35% by volume.

【0012】前述の非水電解液はリチウム塩と非水溶媒
とを有し、該非水溶媒は前記リチウム塩を溶解可能な非
水溶媒及び熱重合性非水溶媒を有し、過充電,過放電又
は異常な温度上昇によって熱重合固化することを特徴と
する。
The above-mentioned non-aqueous electrolyte has a lithium salt and a non-aqueous solvent. The non-aqueous solvent has a non-aqueous solvent capable of dissolving the lithium salt and a thermopolymerizable non-aqueous solvent, It is characterized by being thermally polymerized and solidified by electric discharge or abnormal temperature rise.

【0013】本発明は、リチウムを吸蔵放出可能な負極
と、リチウムを吸蔵放出可能な正極と、非水電解液を有
するリチウム2次電池において、過充電,過放電又は異
常な温度上昇があったとき、急激な外観上の変化,ガス
発生又は圧力変化、特に圧力増加を伴うことなく非復帰
状態で停止することを特徴とする。
According to the present invention, in a lithium secondary battery having a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, a positive electrode capable of inserting and extracting lithium, and a non-aqueous electrolyte, there has been overcharge, overdischarge, or abnormal temperature rise. At this time, the apparatus is characterized in that it stops in a non-return state without a sudden change in appearance, gas generation or pressure change, especially without an increase in pressure.

【0014】本発明は、リチウム塩と該リチウム塩を溶
解可能な非水溶媒とを有し、所定の温度での熱反応によ
って固化することを特徴とするリチウム2次電池用電解
液にある。
The present invention provides an electrolyte for a lithium secondary battery, comprising a lithium salt and a non-aqueous solvent capable of dissolving the lithium salt, wherein the electrolyte is solidified by a thermal reaction at a predetermined temperature.

【0015】本発明は、前述に記載のリチウム2次電池
を電源に用いたことを特徴とする電気機器にある。
According to the present invention, there is provided an electric apparatus using the above-described lithium secondary battery as a power supply.

【0016】本発明は、リチウム2次電池を電源に用い
た電気機器において、前記2次電池の過充電,過放電又
は異常な温度上昇に対する保護手段が前記電池の温度及
び圧力検出がフリーであり、前記電池の電圧又は電流検
出手段及び該検出値に基づいて前記電源を開閉する制御
手段を有し、前記2次電池自身に前記異常状態が生じた
ときに外観上の破損を生じることなく非復帰状態で前記
電池の動作を停止することを特徴とする。
According to the present invention, in an electric device using a lithium secondary battery as a power source, the protection means against overcharge, overdischarge or abnormal temperature rise of the secondary battery is free from detection of temperature and pressure of the battery. A voltage or current detecting means for the battery and a control means for opening and closing the power supply based on the detected value. The operation of the battery is stopped in the return state.

【0017】前述の電気機器は電気自動車又は電力貯蔵
装置などへの応用として用いられる。
The above-described electric equipment is used as an application to an electric vehicle or a power storage device.

【0018】本発明における急激な外観上の寸法変化或
いは急激なガス発生及び急激な圧力変化による外観上の
変化とはその結果として特に変形として外観上測定でき
るような好ましくは0.5mm 以上の直径,幅又は高さの
増加に伴う変形が生じるものを示し、外観上の破損に至
る前に電池としての働きを停止させるものである。
In the present invention, a sudden change in appearance or a change in appearance due to a sudden gas generation and a sudden change in pressure means a diameter of preferably not less than 0.5 mm so that the appearance can be measured as deformation. , Which means that deformation occurs with an increase in width or height, and stops the operation as a battery before the appearance is damaged.

【0019】本発明における非復帰状態にする手段とし
て電解液を固化させること、電解液を高抵抗とする非導
電化すること、更にリチウム塩を酸化させ酸化物にする
こと等によって行うことができる。
In the present invention, the non-returned state can be achieved by solidifying the electrolyte, making the electrolyte non-conductive so as to have a high resistance, and further oxidizing the lithium salt to an oxide. .

【0020】本発明は、電池特性の良好なカーボネート
溶媒を用いることができ、且つ、100℃以上で大半の
電解液を正極や負極との反応により溶媒が熱暴走反応に
より分解を起こす手前で重合,固化させ電池を安全に失
活させるものである。即ち、熱により電解液溶媒を短時
間で固化させるには、反応開始剤等を電解液中に溶解し
た状態にしておく方が有利であり、この際には電解液と
常温では反応せず、また、電気化学的にも所定の駆動電
位範囲内で安定なことが必要であり、更に、充電正極や
充電負極との反応を起こすよりも低温で溶媒と反応する
必要がある。即ち、電池特性を損なわない範囲でカーボ
ネート系溶媒に溶解して使用可能な熱反応型溶媒を混合
することで解決できる。
According to the present invention, a carbonate solvent having good battery characteristics can be used, and most of the electrolytic solution is polymerized at 100 ° C. or higher by a reaction with a positive electrode or a negative electrode before the solvent is decomposed by a thermal runaway reaction. , To solidify and safely deactivate the battery. That is, in order to solidify the electrolyte solution solvent by heat in a short time, it is advantageous to keep the reaction initiator and the like dissolved in the electrolyte solution. In this case, the reaction does not react with the electrolyte solution at room temperature, It is also necessary to be electrochemically stable within a predetermined driving potential range, and furthermore, it is necessary to react with the solvent at a lower temperature than the reaction with the charging positive electrode or the charging negative electrode. That is, the problem can be solved by dissolving in a carbonate-based solvent and mixing with a heat-reactive solvent that can be used within a range that does not impair the battery characteristics.

【0021】即ち、適当な重合開始剤共存下で100℃
付近でアニオン、または、カチオン重合する6員環カー
ボネート、また、脱二酸化硫黄することなく重合反応す
る7員環以上のサルファイトを適当な重合開始剤と共存
させることにより達成できる。また、鎖状のジフェニル
カーボネート誘導体も重合開始剤として作用する。即
ち、ジフェニルカーボネート誘導体,6員環以上のカー
ボネート誘導体,7員環以上のサルファイト誘導体をカ
ーボネート系溶媒の電解液に相溶して用いる。また、重
合開始剤を溶解して用いることで達成される。
That is, at 100 ° C. in the presence of a suitable polymerization initiator.
It can be achieved by coexisting with a suitable polymerization initiator a 6-membered ring carbonate which undergoes anionic or cationic polymerization in the vicinity, or a 7 or more-membered ring sulfite which undergoes a polymerization reaction without removing sulfur dioxide. Further, a chain diphenyl carbonate derivative also functions as a polymerization initiator. That is, a diphenyl carbonate derivative, a carbonate derivative having 6 or more membered rings, and a sulfite derivative having 7 or more membered rings are used in a state of being compatible with an electrolyte of a carbonate-based solvent. It is also achieved by dissolving and using a polymerization initiator.

【0022】非水電解液を構成するリチウムイオンの導
電性を保持する有機溶媒はエチレンカーボネート,プロ
ピレンカーボネート、ブチレンカーボネート,ペンチレ
ンカーボネート,ヘキシレンカーボネート,ヘプタレン
カーボネート,オクタレンカーボネート,ジメチルカー
ボネート,ジエチルカーボネート,ジプロピルカーボネ
ート,ジブチルカーボネート,ジペンチルカーボネー
ト,ジヘキシルカーボネート,ジヘプチルカーボネー
ト,ジオクチルカーボネート,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,メチルブチルカーボ
ネート,メチルペンチルカーボネート,メチルヘキシル
カーボネート,メチルヘプチルカーボネート,メチルオ
クチルカーボネート,エチルプロピルカーボネート,エ
チルブチルカーボネート,エチルペンチルカーボネー
ト,エチルヘキシルカーボネート,エチルヘプチルカー
ボネート,エチルオクチルカーボネート,プロピルブチ
ルカーボネート,プロピルペンチルカーボネート,プロ
ピルヘキシルカーボネート,プロピルヘプチルカーボネ
ート,プロピルオクチルカーボネート,ブチルペンチル
カーボネート,ブチルヘキシルカーボネート,ブチルヘ
プチルカーボネート,ブチルオクチルカーボネート,ペ
チルヘキシルカーボネート,ペチルヘプチルカーボネー
ト,ペチルオクチルカーボネート,ヘキシルヘプチルカ
ーボネート,ヘキシルオクチルカーボネート,ヘプチル
オクチルカーボネート,ジオキソラン,γ−ブチロラク
トン,テトラヒドロフラン,2−メチルテトラヒドロフ
ラン、及び、これらのハロゲン誘導体、または、ラクト
ン誘導体,ラクタム誘導体,燐酸エステル誘導体,ホス
ファゼン誘導体等が挙げられる。
The organic solvent for maintaining the conductivity of lithium ions constituting the non-aqueous electrolyte is ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, pentylene carbonate, hexylene carbonate, heptalene carbonate, octalene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl Carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate, dipentyl carbonate, dihexyl carbonate, diheptyl carbonate, dioctyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl butyl carbonate, methyl pentyl carbonate, methyl hexyl carbonate, methyl heptyl carbonate, methyl octyl carbonate, Ethyl propyl carbonate, ethyl butyl carbonate , Ethylpentyl carbonate, ethylhexyl carbonate, ethyl heptyl carbonate, ethyl octyl carbonate, propyl butyl carbonate, propyl pentyl carbonate, propyl hexyl carbonate, propyl heptyl carbonate, propyl octyl carbonate, butyl pentyl carbonate, butyl hexyl carbonate, butyl heptyl carbonate, butyl octyl carbonate Carbonate, petylhexyl carbonate, petylheptyl carbonate, petyloctyl carbonate, hexylheptyl carbonate, hexyloctylcarbonate, heptyloctylcarbonate, dioxolane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, and halogen derivatives thereof, Examples include lactone derivatives, lactam derivatives, phosphate derivatives, phosphazene derivatives and the like.

【0023】熱反応性又は熱重合性の非水溶媒としては
員数6以上のヘテロ環化合物が好ましい。具体的には、
6〜10員環の環状カーボネート誘導体、特に1,3−
プロピレンカーボネート、1,3−ブチレンカーボネー
ト、1,4−ブチレンカーボネート、1,5−ペンチレ
ンカーボネート、1,6−ヘキシレンカーボネート、
1,7−ヘプチレンカーボネート、1,8−オクチレン
カーボネート、及びこれらのアルキル置換誘導体,アリ
ル置換誘導体,芳香族置換誘導体,ニトロ置換誘導体,
アミノ置換誘導体,ハロゲン置換誘導体,ジフェニルカ
ーボネート,ジ(ニトロフェニル)カーボネート,ジ
(メチルフェニル)カーボネート,ジ(メトキシフェニ
ル)カーボネート,ジ(アミノフェニル)カーボネー
ト、7〜11員環のサルファイト誘導体、特に、1,4
−ブチレンサルファイト、1,5−ペンチレンサルファ
イト、1,6−ヘキシレンサルファイト、1,7−ヘプ
チレンサルファイト、1,8−オクチレンサルファイ
ト、及びこれらのアルキル置換誘導体,アリル置換誘導
体,芳香族置換誘導体,ニトロ置換誘導体,アミノ置換
誘導体,ハロゲン置換誘導体等を挙げることができる。
As the heat-reactive or heat-polymerizable non-aqueous solvent, a heterocyclic compound having 6 or more members is preferable. In particular,
6- to 10-membered cyclic carbonate derivatives, particularly 1,3-
Propylene carbonate, 1,3-butylene carbonate, 1,4-butylene carbonate, 1,5-pentylene carbonate, 1,6-hexylene carbonate,
1,7-heptylene carbonate, 1,8-octylene carbonate and their alkyl-substituted derivatives, allyl-substituted derivatives, aromatic-substituted derivatives, nitro-substituted derivatives,
Amino-substituted derivatives, halogen-substituted derivatives, diphenyl carbonate, di (nitrophenyl) carbonate, di (methylphenyl) carbonate, di (methoxyphenyl) carbonate, di (aminophenyl) carbonate, 7-11 membered ring sulfite derivatives, especially , 1,4
-Butylene sulphite, 1,5-pentylene sulphite, 1,6-hexylene sulphite, 1,7-heptylene sulphite, 1,8-octylene sulphite and their alkyl-substituted, allyl-substituted derivatives, Examples include aromatic substituted derivatives, nitro substituted derivatives, amino substituted derivatives, halogen substituted derivatives and the like.

【0024】本発明における熱反応性の有機溶媒はそれ
自体熱重合して電解液を固化させるものであるが、前述
のリチウム塩を溶解可能な非水溶媒自身に対しても熱重
合して全体が固化に向かうものである。
The heat-reactive organic solvent used in the present invention is a polymer that solidifies itself by thermally polymerizing the electrolytic solution, but also thermally polymerizes the non-aqueous solvent itself capable of dissolving the lithium salt. Is toward solidification.

【0025】また、これらの非水溶媒の熱反応開始剤は
その熱重合の開始温度を下げる物質を添加するものであ
り、具体的には、沃素,沃化リチウム,弗化リチウム,
臭化リチウム,塩化リチウム,テトラキス(4−フロロ
フェニル)ほう酸ナトリウム,テトラキス(4−フロロ
フェニル)ほう酸リチウム,イソアゾブチルニトリル、
1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1−カルボニト
リル)、2,2′−アゾビス(2−メチル−N−(1,
1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル)プロピオンアミ
ド,沃化メチル,臭化ベンゼン,テトラブチルアンモニ
ウム沃化物,三弗化ほう酸ジエチル,燐酸トリエステル
等が挙げられる。
Further, these non-aqueous solvent thermal reaction initiators are substances to which a substance for lowering the initiation temperature of the thermal polymerization is added, and specifically, iodine, lithium iodide, lithium fluoride,
Lithium bromide, lithium chloride, sodium tetrakis (4-fluorophenyl) borate, lithium tetrakis (4-fluorophenyl) borate, isoazobutylnitrile,
1,1'-azobis (cyclohexane-1-carbonitrile), 2,2'-azobis (2-methyl-N- (1,
1-bis (hydroxymethyl) ethyl) propionamide, methyl iodide, benzene bromide, tetrabutylammonium iodide, diethyl trifluoroborate, phosphoric acid triester and the like.

【0026】これらの反応開始剤として、過放電又は過
充電による温度上昇又は外部の環境による温度上昇に対
して好ましくは120℃以上で重合固化を開始させるこ
とによって電池自身を非復帰状態にして電池の働きを停
止する様にそれらの添加量,物質が選択される。更に好
ましくは100℃以上、より好ましくは80℃以上とす
るものである。特に、安全試験において150℃で10
分加熱することによって固化して発火しないものとする
のが好ましく、従って電解液として100〜150℃で
熱重合する非水溶媒とすることが好ましい。この反応開
始剤は電解液全体に対して0.5〜10 重量%が好まし
く、1〜5重量%がより好ましい。
As these reaction initiators, the battery itself is brought into a non-recoverable state by initiating polymerization and solidification preferably at 120 ° C. or higher against temperature rise due to overdischarge or overcharge or temperature rise due to an external environment. The amount and substance of these additions are selected so as to stop the operation of. It is more preferably at least 100 ° C, more preferably at least 80 ° C. In particular, at 150 ° C
It is preferable that the material does not ignite by solidification by heating for a minute, and therefore, it is preferable to use a non-aqueous solvent which is thermally polymerized at 100 to 150 ° C. as an electrolytic solution. This reaction initiator is preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 5% by weight, based on the whole electrolyte.

【0027】本発明は、前記負極及び正極の少なくとも
一方の集電体が粗面化したその表面に該集電体のベース
金属より硬さの大きいニッケルめっき等の金属層を有す
るものが好ましい。
In the present invention, it is preferable that at least one of the negative electrode and the positive electrode has a roughened surface having a metal layer, such as nickel plating, having a higher hardness than the base metal of the current collector.

【0028】本発明は、前記負極活物質及び正極活物質
の少なくとも一方は黒鉛を有し、該黒鉛は菱面体結晶が
20重量%以下及び六方晶結晶が80重量%以上である
のが好ましい。
In the present invention, it is preferable that at least one of the negative electrode active material and the positive electrode active material has graphite, and the graphite has 20% by weight or less of rhombohedral crystals and 80% by weight or more of hexagonal crystals.

【0029】本発明においては、金属薄板からなる集電
体表面に充放電時にリチウムイオンを吸蔵,放出する負
極活物質を有する負極と、金属薄板からなる集電体表面
に正極活物質を有する正極と、リチウムイオン導電性の
非水系電解液とを備えたリチウム二次電池において、前
記負極及び正極の少なくとも一方の集電体表面に各々の
前記活物質を形成する前に、前記集電体表面にひげ状の
酸化物からなる酸化層を形成後、該酸化層を還元して粗
面化する処理を含むことが好ましい。
In the present invention, a negative electrode having a negative electrode active material for absorbing and releasing lithium ions on the surface of a current collector made of a thin metal plate during charging and discharging, and a positive electrode having a positive electrode active material on the surface of a current collector consisting of a thin metal plate And a lithium ion battery comprising a lithium ion conductive non-aqueous electrolyte, wherein before forming each of the active materials on at least one current collector surface of the negative electrode and the positive electrode, the current collector surface After forming an oxide layer made of a whisker-like oxide, it is preferable to include a treatment for reducing and roughening the oxide layer.

【0030】また、前記負極及び正極の少なくとも一方
の金属薄板からなる集電体を冷間圧延によって所望の厚
さに加工した後、該加工した表面を前述のように粗面化
してその表面に前記活物質を形成することが好ましい。
Further, the current collector made of a metal sheet of at least one of the negative electrode and the positive electrode is processed to a desired thickness by cold rolling, and the processed surface is roughened as described above to form a surface. Preferably, the active material is formed.

【0031】即ち、銅製負極集電体性状に起因する電池
特性の劣化は、負極集電体と負極活物質の接着性の低下
によるもので、この接着性を向上させることにより電池
特性の改善も図れると考えられる。従って、本発明は正
極集電体においても同様な表面を有するものとすること
が好ましい。
That is, the deterioration of the battery characteristics due to the properties of the negative electrode current collector made of copper is due to a decrease in the adhesiveness between the negative electrode current collector and the negative electrode active material. By improving the adhesiveness, the battery characteristics can be improved. It is thought that we can plan. Therefore, in the present invention, it is preferable that the positive electrode current collector has a similar surface.

【0032】正極,負極活物質は、一般に粒径100μ
m以下の粒子が好ましく、集電体材料であるアルミ又は
銅と粒子の接着性を向上させることにより、上記目的は
達成できる。
The positive and negative electrode active materials generally have a particle size of 100 μm.
m or less are preferred. The above object can be achieved by improving the adhesiveness between the current collector material aluminum or copper and the particles.

【0033】金属と粒子を接着する際には、粒子を接着
する金属表面が少なくとも、予め、その表面に酸化物を
形成する工程と、化学的或いは電気的に処理して上記酸
化物の全部若しくは一部を還元する工程と、或いはさら
にニッケルめっきを施す工程により、処理されているこ
とが有効である。このような処理を施した銅表面は、処
理前に比べると粗化状態にある。また、ニッケルめっき
を施さずに処理を施した銅は銅の金属光沢を呈さず、表
面が粗化されていることによる光散乱によってこげ茶乃
至は黒の色相となる。表面粗化処理を施した銅に粒子を
接着する方法として、粒子と樹脂を混合した混合物を表
面粗化銅に塗布し、圧接加熱する方法がある。また、樹
脂を溶解させた溶媒と粒子を混練したスラリーを塗布
し、圧接加熱する方法がある。この場合、圧接と加熱
は、前後して別々に行う場合と同時に行う場合がある
が、いずれにおいても本発明は効果を発揮する。上記表
面処理により粗化されている金属は、粒子との接着性を
向上させることができるが、特に見かけ表面積に対する
実質表面積の比が2以上であることが好ましい。例え
ば、厚さ20μm,広さ100mm四方の金属箔の場合、
見かけ表面積は2表面で、20,000mm2である。見か
け表面積がS(mm2 )である金属箔の両面に、上記の処
理を施した粗化金属箔も、見かけ表面積はS(mm2 )で
ある。粗化金属箔の重さをM(g)とする。また、BET
法により測定した粗化金属箔の比表面積をρ(mm2/g)
とする。このとき、比表面積から求められる実質表面積
はρ×M(mm2)である。従って、実質表面積/見かけ表
面積の値は、(ρ×M)/Sである。
At the time of bonding the metal and the particles, at least a step of forming an oxide on the surface of the metal to which the particles are bonded, and a step of chemically or electrically treating all or all of the oxides It is effective that the treatment is performed by a step of reducing a part or a step of further performing nickel plating. The copper surface subjected to such treatment is in a roughened state as compared with before the treatment. Copper treated without nickel plating does not have the metallic luster of copper, and has a dark brown or black hue due to light scattering due to the roughened surface. As a method of bonding the particles to the copper having been subjected to the surface roughening treatment, there is a method of applying a mixture of the particles and the resin to the copper having the roughened surface and heating by pressure welding. Further, there is a method in which a slurry in which particles are kneaded with a solvent in which a resin is dissolved is applied and heated by pressure welding. In this case, the pressure welding and the heating may be performed separately before and after, or simultaneously, and in any case, the present invention is effective. The metal roughened by the surface treatment can improve the adhesiveness to the particles, but it is particularly preferable that the ratio of the substantial surface area to the apparent surface area is 2 or more. For example, in the case of a metal foil having a thickness of 20 μm and a width of 100 mm,
The apparent surface area is 20,000 mm 2 on two surfaces. The apparent surface area both sides of the metal foil is S (mm 2), roughened metal foil treated as described above also, the apparent surface area is S (mm 2). Let the weight of the roughened metal foil be M (g). In addition, BET
The specific surface area of the roughened metal foil measured by the method is ρ (mm 2 / g)
And At this time, the real surface area determined from the specific surface area is ρ × M (mm 2 ). Therefore, the value of the actual surface area / apparent surface area is (ρ × M) / S.

【0034】本発明における負極集電体は、その実質表
面積が見かけ表面積に対して2以上が好ましく、より3
以上が好ましく、安定した特性を得るには4以上が好ま
しい。上限は30が好ましく、より20以下、特に15
以下とするのが好ましい。集電体の金属箔は5〜30μ
m、より8〜20μmの厚さが好ましい。
The negative electrode current collector of the present invention preferably has a substantial surface area of 2 or more with respect to the apparent surface area, more preferably 3 or more.
The above is preferable, and 4 or more is preferable to obtain stable characteristics. The upper limit is preferably 30, more preferably 20 or less, especially 15
It is preferable to set the following. Current collector metal foil is 5-30μ
m, more preferably a thickness of 8 to 20 μm.

【0035】集電体としての金属箔として正極にはアル
ミ、負極には銅が用いられ、本発明の粗面化における金
属箔には圧延されたままのものを粗面化してその表面の
強度の高い形で正極,負極活物質を塗布して加圧成形し
て形成させるのが好ましい。圧延後焼鈍してもよいが、
加圧成形との方法との関係で焼鈍温度との調整を図って
その表面の硬さを調整することが好ましい。
As the metal foil as the current collector, aluminum is used for the positive electrode and copper is used for the negative electrode. It is preferable to apply the positive and negative electrode active materials in a high form and form them by pressure molding. Although it may be annealed after rolling,
It is preferable to adjust the hardness of the surface by adjusting the annealing temperature in relation to the method of pressure molding.

【0036】表面が、少なくとも、予め金属表面に酸化
物を形成する工程と、化学的或いは電気的に処理して上
記酸化物の全部若しくは一部を還元する工程と、或いは
さらに好ましくはニッケルめっきを施す工程により、処
理されている金属箔を正極又は負極集電体として用い、
正極又は負極活物質との接着性を向上させた非水系電解
液二次電池では、充放電に伴う正極又は負極活物質の脱
落や剥離が生じ難く、充放電サイクル特性が良好であ
る。
The step of forming an oxide on the surface of the metal at least in advance, a step of chemically or electrically treating to reduce all or a part of the oxide, or more preferably a step of nickel plating By applying, using the treated metal foil as a positive or negative electrode current collector,
In a non-aqueous electrolyte secondary battery having improved adhesion to a positive electrode or a negative electrode active material, the positive electrode or the negative electrode active material hardly falls off or peels off during charge and discharge, and has good charge-discharge cycle characteristics.

【0037】集電体のベース金属の表面を強化するため
に、ベース金属より硬い金属で変形可能であれば良く、
特に、コバルト,ニッケル等をめっきにより、金属箔表
面を粗面化した後、ベース金属より硬い金属の皮膜を形
成することが好ましい。この金属皮膜は正極,負極活物
質の形成に際して加圧成形される際の平坦化を防止して
密着性を高めること、更にアルミ,銅表面に対しては耐
食性を高める点で好ましいものである。その厚さは0.
01 〜1μmが好ましい。
In order to strengthen the surface of the base metal of the current collector, it is sufficient that the base metal is deformable with a metal harder than the base metal.
In particular, it is preferable to form a metal film harder than the base metal after roughening the surface of the metal foil by plating cobalt, nickel, or the like. This metal film is preferable in that it prevents flattening when forming under pressure during the formation of the positive and negative electrode active materials, thereby increasing the adhesion, and furthermore, increasing the corrosion resistance on the aluminum and copper surfaces. Its thickness is 0.
01 to 1 μm is preferred.

【0038】負極活物質としては、リチウムイオンを吸
蔵,放出させることが可能な粒子であれば良く、黒鉛
類,非晶質炭素類,熱分解炭素類,コークス類,炭素繊
維,金属リチウム,リチウム合金(Li−Al,Li−
Pb、等),無機化合物(炭化物,酸化物,窒化物,ホ
ウ化物,ハロゲン化物,金属間化合物等),アルミや錫
等の金属粒子化合物が使用可能である。
As the negative electrode active material, any particles capable of inserting and extracting lithium ions may be used. Graphites, amorphous carbons, pyrolytic carbons, cokes, carbon fibers, metallic lithium, lithium Alloys (Li-Al, Li-
Pb, etc.), inorganic compounds (carbides, oxides, nitrides, borides, halides, intermetallic compounds, etc.), and metal particle compounds such as aluminum and tin can be used.

【0039】これらの金属以外の物質は平均粒径5〜3
0μmが好ましく、特に10〜20μmが好ましい。小
さい粒子は特性を損うので、最小粒子として5μm以上
が好ましく、最大粒子として50μm以下が好ましい。
金属粉末は膜の導電性を高めるのに有効であり、平均粒
径0.1 〜100μm、より1〜50μmが好ましい。
黒鉛は菱面体結晶を20重量%以下が好ましく、特に5
〜15重量%が好ましい。
Substances other than these metals have an average particle size of 5 to 3
0 μm is preferable, and particularly preferably 10 to 20 μm. Since small particles impair the properties, the minimum particle size is preferably 5 μm or more, and the maximum particle size is preferably 50 μm or less.
The metal powder is effective for increasing the conductivity of the film, and the average particle size is preferably 0.1 to 100 μm, more preferably 1 to 50 μm.
Graphite is preferably 20% by weight or less of rhombohedral crystals, particularly 5% by weight.
-15% by weight is preferred.

【0040】正極活物質としては、リチウムコバルト酸
化物(LixCoO2),リチウムニッケル酸化物(Li
xNiO2),リチウムマンガン酸化物(LixMn
24,LixMnO3)、およびリチウムニッケルコバル
ト酸化物(LixNiyCo(1-y)2)等の複合酸化物が使用
できる。これらの物質は平均粒径5〜30μmが好まし
く、負極活物質と同様の金属以外の粒径と同様にするこ
とが好ましい。
As a positive electrode active material, lithium cobalt oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel oxide (Li
x NiO 2 ), lithium manganese oxide (Li x Mn)
2 O 4, Li x MnO 3 ), and lithium nickel cobalt oxide (Li x Ni y Co (1 -y) O 2) composite oxide or the like can be used. These materials preferably have an average particle size of 5 to 30 μm, and preferably have the same particle size as that of a metal other than the same metal as the negative electrode active material.

【0041】セパレータとしては、ナイロン,セルロー
ス,ニトロセルロース,ポリスルホン,ポリアクリロリ
トリル,ポリフッ化ビニリデン,ポリプロピレン,ポリ
エチレン,ポリオレフィン系の微多孔質高分子樹脂膜が
用いられる。
As the separator, a microporous polymer resin film of nylon, cellulose, nitrocellulose, polysulfone, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polyethylene, or polyolefin is used.

【0042】電解質としては、六フッ化リン酸リチウム
(LiPF6),LiBF4,LiClO4等が用いられる。こ
れらの化合物は電解液1リットル当り0.2〜5 モルが
好ましく、0.5〜3 モルがより好ましい。
As the electrolyte, lithium hexafluorophosphate
(LiPF 6 ), LiBF 4 , LiClO 4 and the like are used. These compounds are preferably used in an amount of 0.2 to 5 mol, more preferably 0.5 to 3 mol, per liter of the electrolytic solution.

【0043】負極及び正極活物質として使用される導電
材として、鱗片状黒鉛,塊状非晶質炭素,塊状黒鉛が好
ましく、平均粒径として10〜30μm以下,比表面積
で2〜300m2/g、より15〜280m2/gが好ま
しく、また直径5〜10μm,長さ10〜30μmの炭
素短繊維を用いるのが好ましい。特に、塊状黒鉛が密着
性が高い。
As the conductive material used as the negative electrode and the positive electrode active material, flaky graphite, massive amorphous carbon and massive graphite are preferable, having an average particle size of 10 to 30 μm or less, a specific surface area of 2 to 300 m 2 / g, It is more preferably 15 to 280 m 2 / g, and it is preferable to use short carbon fibers having a diameter of 5 to 10 μm and a length of 10 to 30 μm. In particular, massive graphite has high adhesion.

【0044】また、負極及び正極活物質は樹脂が2〜2
0重量%含み、この樹脂によって集電体表面に結合され
るものである。樹脂にはポリ弗化ビニリデンが用いられ
る。本発明を適用した非水系電解液二次電池は、負極集
電体表面が適度に粗化されており、平滑な表面の負極集
電体に比べるとアンカー効果が大きく、負極活物質と樹
脂を含む負極合剤との接着強度を向上させることが出来
る。これにより、充放電時の負極活物質の膨張,収縮に
伴う負極合剤の剥離や脱落を防止することができ、非水
系電解液二次電池の充放電サイクル特性を向上させるこ
とが可能となる。
The negative electrode and the positive electrode active material have a resin of 2 to 2 times.
It contains 0% by weight and is bonded to the current collector surface by this resin. Polyvinylidene fluoride is used as the resin. In the nonaqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied, the surface of the negative electrode current collector is appropriately roughened, and the anchor effect is large as compared with the negative electrode current collector having a smooth surface. Adhesive strength with the negative electrode mixture can be improved. As a result, it is possible to prevent the negative electrode mixture from peeling or falling due to expansion and contraction of the negative electrode active material during charge and discharge, and to improve the charge and discharge cycle characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery. .

【0045】本発明のリチウム二次電池は、円筒型,コ
イン型,角形電池等の形状があり、数Whから数百Wh
までの各種携帯電子機器に用いられ、特にノート型パソ
コン,ノート型ワープロ,パームトップ(ポケット)パ
ソコン,携帯電話,PHS,携帯ファックス,携帯プリ
ンター,ヘッドフォンステレオ,ビデオカメラ,携帯テ
レビ,ポータブルCD,ポータブルMD,電動髭剃り
機,電子手張,トランシーバー,電動工具,ラジオ,テ
ープレコーダ,デジタルカメラ,携帯コピー機,携帯ゲ
ーム機、更に電気自動車,ハイブリッド自動車,自動販
売機,電動カート,ロードレベリング用蓄電システム,
家庭用蓄電器,分散型電力貯蔵機システム(据置型電化
製品に内蔵),非常時電力供給システム等に用いること
ができる。
The lithium secondary battery of the present invention has a shape such as a cylindrical type, a coin type, and a rectangular type.
Notebook PCs, notebook word processors, palmtop (pocket) PCs, mobile phones, PHS, mobile faxes, mobile printers, headphone stereos, video cameras, mobile TVs, portable CDs, portables MD, electric shaving machine, electronic guard, transceiver, electric tool, radio, tape recorder, digital camera, portable copier, portable game machine, electric car, hybrid car, vending machine, electric cart, load storage for load leveling system,
It can be used for home electric storage, distributed power storage system (built-in in stationary appliances), emergency power supply system, etc.

【0046】[0046]

【発明の実施の形態】本発明は以下の実施例に限定され
るものではない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention is not limited to the following embodiments.

【0047】(実施例1〜9,比較例1,2)図1は本
実施例に用いたリチウム2次電池の断面図である。
(Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 and 2) FIG. 1 is a sectional view of a lithium secondary battery used in this example.

【0048】実施例1として負極活物質層5に難黒鉛炭
素を用い、結着剤にポリビニリデンフロライド(以下P
VDFと略記)を用い、これらをN−メチルピロリドン
(以下NMPと略記)に溶解したペーストを厚さ20μ
mの銅箔からなる負極集電体6の両面に塗布,加熱・加
圧成型し、負極電極を得た。また、正極活物質層7にL
iMn24を用い、結着剤にPVDFを用い、導電助剤
に非晶質炭素を用い、これらをNMPに溶解したペース
トを厚さ20μmのアルミニウム箔からなる正極集電体
8の両面に塗布,加熱・加圧成型し、正極電極を得た。
これら正極と負極の一端に等間隔で電流取り出し用負極
集電タブ16及び正極集電タブ17を溶接して取り付
け、セパレータ9を間に挟んで図2に示す様に捲回した
後、正極端子10及び負極端子11の付いた電池蓋15
にタブを接続し、電池缶14に挿入した後、電解液を注
液し、電池蓋15と電池缶14をカシメて封止して外形
寸法で直径54mm,高さ200mmの電池を作製した。実
施例1では、表1に示す様にプロピレンカーボネート
(以下PCと記載)とエチルメチルカーボネート(以下
EMCと記載)と1,3−プロピレンカーボネートを容
積比で60:30:10に混合した溶液に、リチウム塩
としてLiBF4を1モル/リッタ溶解し、更に、この溶
液に対し沃素を5重量%添加したものを電解液とした。
電解液の注液量は約85mlであった。
In Example 1, non-graphite carbon was used for the negative electrode active material layer 5, and polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as P) was used as a binder.
VDF), and a paste obtained by dissolving them in N-methylpyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) was applied to a paste having a thickness of 20 μm.
The negative electrode current collector 6 made of copper foil was coated on both sides, and heated and pressed to obtain a negative electrode. The positive electrode active material layer 7 has L
Using iMn 2 O 4 , PVDF as a binder, amorphous carbon as a conductive aid, and a paste obtained by dissolving them in NMP on both surfaces of a positive electrode current collector 8 made of aluminum foil having a thickness of 20 μm. Coating, heating and pressing were performed to obtain a positive electrode.
A current collecting negative electrode current collecting tab 16 and a positive electrode current collecting tab 17 are attached to one end of the positive electrode and the negative electrode at equal intervals by welding, and wound as shown in FIG. Battery cover 15 with 10 and negative electrode terminal 11
After the battery was inserted into the battery can 14, an electrolytic solution was injected, and the battery lid 15 and the battery can 14 were caulked and sealed to produce a battery having an outer dimension of 54 mm in diameter and 200 mm in height. In Example 1, as shown in Table 1, a solution obtained by mixing propylene carbonate (hereinafter, described as PC), ethyl methyl carbonate (hereinafter, described as EMC) and 1,3-propylene carbonate at a volume ratio of 60:30:10 was used. An electrolyte was prepared by dissolving LiBF 4 as a lithium salt at 1 mol / liter and further adding 5% by weight of iodine to this solution.
The amount of electrolyte injected was about 85 ml.

【0049】同様に表1に示す様に実施例2〜9及び比
較例1,2の電池を作製した。
Similarly, as shown in Table 1, batteries of Examples 2 to 9 and Comparative Examples 1 and 2 were produced.

【0050】以上作製した電池の電池特性として、通電
電流を10Aとした場合の1回目の放電容量及び放電の
利用率を70%と設定して連続の繰り返し充放電サイク
ル試験を300回行った後の放電容量を評価した。ま
た、安全試験としては大型電池では電解液量が多くなる
ため火気投入時の危険性が最も高いのでガスコンロによ
るバーナー加熱試験を実施した。これらの結果を表1に
示す。
As the battery characteristics of the battery manufactured as described above, the first discharge capacity and the utilization factor of the discharge were set to 70% when the energizing current was set to 10 A, and after a continuous repetitive charge / discharge cycle test was performed 300 times. Was evaluated for discharge capacity. In addition, as a safety test, a burner heating test using a gas stove was performed because the risk of ignition of fire was the highest because the amount of electrolyte was large for large batteries. Table 1 shows the results.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】表1に示す様に、従来電解液を用いた比較
例1,2の電池はガスコンロ着火後4〜5分で電解液が
電池から噴出し、バーナーの火が引火して燃焼した。こ
の燃焼は約20分継続した。これに対して、自己熱固化
作用を有する本発明の電解液を用いた実施例電池1〜9
ではいずれも電解液は固化し、発火することもなかっ
た。
As shown in Table 1, in the batteries of Comparative Examples 1 and 2 using the conventional electrolytic solution, the electrolytic solution erupted from the battery 4 to 5 minutes after ignition of the gas stove, and the burner fire ignited and burned. This combustion lasted about 20 minutes. On the other hand, Example batteries 1 to 9 using the electrolytic solution of the present invention having a self-solidifying action
In each case, the electrolyte solution solidified and did not ignite.

【0053】また、実施例9の電解液の導電率は9mS
/cmであった。この電解液の反応性を示差熱分析装置
(DSC)で評価した結果を図2に示す。この電解液は
140℃付近で反応し、発熱を示した。この試験後の試
料は固化していたことから、この電解液は140℃付近
で固化することが確認された。
The conductivity of the electrolyte of Example 9 was 9 mS.
/ Cm. FIG. 2 shows the results of evaluating the reactivity of this electrolytic solution with a differential thermal analyzer (DSC). This electrolytic solution reacted at around 140 ° C. and showed heat generation. Since the sample after this test was solidified, it was confirmed that this electrolyte solution solidified at around 140 ° C.

【0054】本実施例によれば、本発明の電解液を用い
た電池は外観上の実質的な寸法変化が生じることなく電
解液が固化して電池を非復帰状態にすることができた。
実質的な寸法変化とは一旦高温になった電池を元の未使
用状態に戻した際の状態で電池胴体での直径の変化が
0.5mm 以下の約0.1mm の増加であった。
According to this example, in the battery using the electrolyte of the present invention, the electrolyte could be solidified and the battery could be brought into a non-recoverable state without any substantial dimensional change in appearance.
The substantial dimensional change is an increase of about 0.1 mm in the diameter of the battery body when the temperature of the battery once returned to its original unused state is less than 0.5 mm.

【0055】(実施例10)図4に示した本発明のリチ
ウム二次電池を同様に、以下のようにして作製した。正
極活物質としてLiCoO2 、導電剤としてアセチレン
ブラックを7wt%,結着剤としてポリフッ化ビニリデ
ン(PVDF)を5wt%添加して、これにN−メチル
−2−ピロリドンを加え混合して正極合剤のスラリーを
調製した。
Example 10 The lithium secondary battery of the present invention shown in FIG. 4 was similarly manufactured as follows. LiCoO 2 as a positive electrode active material, 7 wt% of acetylene black as a conductive agent, and 5 wt% of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, and N-methyl-2-pyrrolidone were added thereto, followed by mixing. Was prepared.

【0056】同様に負極活物質として菱面体結晶5〜2
0重量%の任意の含有量を有し、80重量%以上が六方
晶結晶を有する黒鉛粉末、結着剤としてPVDFを10
wt%添加して、これにN−メチル−2−ピロリドンを
加え混合して負極合剤のスラリーを調製した。黒鉛粉末
は平均粒径が25μmであり、菱面体結晶の量を285
0℃で加熱時間を変えて調整したものである。
Similarly, rhombohedral crystals 5 to 2 were used as negative electrode active materials.
Graphite powder having an arbitrary content of 0% by weight and 80% by weight or more of hexagonal crystals, and 10 parts of PVDF as a binder.
wt-%, and N-methyl-2-pyrrolidone was added thereto and mixed to prepare a slurry of the negative electrode mixture. The graphite powder has an average particle size of 25 μm and an amount of rhombohedral crystals of 285.
It was adjusted by changing the heating time at 0 ° C.

【0057】正極合剤を厚み25μmのアルミニウム箔
の両面に塗布し、その後120℃で1時間真空乾燥し
た。真空乾燥後、ローラープレスによって電極を加圧成
型して厚みを195μmとした。単位面積当りの合剤塗
布量は55mg/cm2 となり、幅40mm,長さ285mmの
大きさに切り出して正極を作製した。但し、正極の両端
の長さ10mmの部分は正極合剤が塗布されておらずアル
ミニウム箔が露出しており、この一方に正極タブを超音
波接合によって圧着している。
The positive electrode mixture was applied to both sides of a 25 μm-thick aluminum foil, and then vacuum dried at 120 ° C. for 1 hour. After vacuum drying, the electrode was pressure-molded by a roller press to a thickness of 195 μm. The applied amount of the mixture per unit area was 55 mg / cm 2 , and was cut into a size of 40 mm in width and 285 mm in length to produce a positive electrode. However, the positive electrode mixture was not applied to both ends of the positive electrode at a length of 10 mm, and the aluminum foil was exposed. A positive electrode tab was pressure-bonded to one of these parts by ultrasonic bonding.

【0058】一方、負極合剤は後述する酸化処理後還元
処理した厚み10μmの圧延のままの銅箔の両面に塗布
し、その後120℃で1時間真空乾燥した。真空乾燥
後、ローラープレスによって電極を加圧成型して厚みを
175μmとした。単位面積当りの合剤塗布量は25mg
/cm2 であり、幅40mm,長さ290mmの大きさに切り
出して負極を作製した。正極と同様に、負極の両端の長
さ10mmの部分は負極合剤が塗布されておらず銅箔が露
出しており、この一方に負極タブを超音波接合によって
圧着した。
On the other hand, the negative electrode mixture was applied to both surfaces of a 10 μm-thick as-rolled copper foil which had been subjected to an oxidation treatment and a reduction treatment described later, and then vacuum dried at 120 ° C. for 1 hour. After vacuum drying, the electrode was pressure-molded by a roller press to a thickness of 175 μm. 25mg of mixture applied per unit area
/ Cm 2 and cut out to a size of 40 mm in width and 290 mm in length to produce a negative electrode. Similarly to the positive electrode, the negative electrode mixture was not applied to both ends of the negative electrode at a length of 10 mm, and the copper foil was exposed, and a negative electrode tab was pressure-bonded to one of them by ultrasonic bonding.

【0059】セパレータは、厚み25μm,幅44mmの
ポリプロピレン製の微孔膜を用いた。正極,セパレー
タ,負極,セパレータの順で重ね合わせ、これを図2に
示す様に捲回して電極群とした。これを電池缶に挿入し
て、負極タブを缶底溶接し正極蓋をかしめるための絞り
部を設けた。容積比が45:45:10のエチレンカー
ボネートとジエチルカーボネートと1.3 プロピレンカ
ーボネートの混合溶媒に六フッ化リン酸リチウムを1mo
l/l 溶解させるとともに、この液全体に対し沃素を2
重量%添加したた電解液を電池缶に注入した後、正極タ
ブを正極蓋に溶接した後、正極蓋をかしめ付けて電池を
作製した。電池缶14にはSUS304, 316 のオーステナイ
ト系ステンレス鋼が用いられる。
As the separator, a microporous film made of polypropylene having a thickness of 25 μm and a width of 44 mm was used. A positive electrode, a separator, a negative electrode, and a separator were superposed in this order, and this was wound as shown in FIG. 2 to form an electrode group. This was inserted into a battery can, and a negative electrode tab was welded to the bottom of the can to provide a throttle portion for caulking the positive electrode lid. 1 mol of lithium hexafluorophosphate was added to a mixed solvent of ethylene carbonate, diethyl carbonate and 1.3 propylene carbonate having a volume ratio of 45:45:10.
l / l while dissolving the whole solution with 2% iodine.
After injecting the electrolyte solution added by weight% into the battery can, the positive electrode tab was welded to the positive electrode lid, and then the positive electrode lid was crimped to produce a battery. The battery can 14 is made of SUS304, 316 austenitic stainless steel.

【0060】この電池を用いて、充放電電流300m
A,充放電終止電圧をそれぞれ4.2V,2.8V とし
て充放電を繰り返した。また、充電電流を300mAか
ら900mAの範囲で変化させ、急速充放電を行った。こ
の電池の放電量は880mAhであった。また、急速充
放電時の充放電容量も800mAh以上あり、300回
のサイクル後も800mAh以上の放電容量を有してい
た。
Using this battery, a charge / discharge current of 300 m
A, charge / discharge was repeated with the charge / discharge end voltage being 4.2 V and 2.8 V, respectively. The charge current was changed in the range of 300 mA to 900 mA, and rapid charge and discharge were performed. The discharge amount of this battery was 880 mAh. The charge / discharge capacity during rapid charge / discharge was 800 mAh or more, and the discharge capacity was 800 mAh or more even after 300 cycles.

【0061】厚さ0.1mm,大きさ100mm 四方のタフ
ピッチ銅の圧延のままの銅板を用いた。以下の工程によ
り、上記銅板の表面に以下に説明する酸化処理後還元処
理を実施した。
A as-rolled tough pitch copper plate having a thickness of 0.1 mm and a size of 100 mm was used. According to the following steps, a reduction treatment after the oxidation treatment described below was performed on the surface of the copper plate.

【0062】まず、上記銅板を C4000 50g/l 液温 55℃ で脱脂処理し、次いで水洗した。次に、 二硫酸アンモニウム〔(NH4)224〕 200g/l 硫酸(H2SO4) 5ml/l 液温 30℃ で処理を施した後、水洗した。次に、 硫酸(H2SO4) 3ml/l で酸洗し、次いで水洗した。次に、 塩素酸ナトリウム(NaCl3O) 109g/l リン酸ナトリウム(Na3PO4・12H2O) 30g/l カ性ソーダ(NaOH) 15g/l 液温 75℃ で酸化処理を施し、銅板表面に銅酸化物を形成させた。
水洗の後、 ジメチルアミンボラン〔(CH3)2NHBH3〕 6g/l カ性ソーダ(NaOH) 5g/l 液温 45℃ で還元処理を施した。この後、純水で洗浄し、熱風で乾
燥させた。これらの処理は、それぞれ所定の時間、撹拌
されている溶液に浸漬することにより行った。
First, the above copper plate was degreased at a liquid temperature of 55 ° C. at 50 g / l of C4000, and then washed with water. Next, ammonium disulfate [(NH 4 ) 2 S 2 O 4 ] 200 g / l sulfuric acid (H 2 SO 4 ) 5 ml / l The solution was treated at a liquid temperature of 30 ° C. and washed with water. Next, the product was pickled with sulfuric acid (H 2 SO 4 ) 3 ml / l and then washed with water. Next, sodium chlorate (NaCl 3 O) 109 g / l sodium phosphate (Na 3 PO 4 .12H 2 O) 30 g / l sodium hydroxide (NaOH) 15 g / l Copper oxide was formed on the surface.
After washing with water, dimethylamine borane [(CH 3 ) 2 NHBH 3 ] 6 g / l sodium hydroxide (NaOH) 5 g / l was subjected to a reduction treatment at a liquid temperature of 45 ° C. Thereafter, the substrate was washed with pure water and dried with hot air. Each of these treatments was performed by dipping in a stirred solution for a predetermined time.

【0063】C4000は圧延後の銅板表面の汚れを除
去するもので、pH11〜13になるようにNaOHが
添加され、更に界面活性剤が添加されたものである。二
硫酸アンモニウムは銅表面を溶解し、硫酸は銅酸化物を
溶解するものである。
C4000 removes stains on the surface of the copper plate after rolling. NaOH is added to adjust the pH to 11 to 13, and a surfactant is further added. Ammonium disulfate dissolves the copper surface and sulfuric acid dissolves the copper oxide.

【0064】表面処理状態は、酸化処理の時間,温度,
溶液濃度で制御することが出来るが、ここでは種々の処
理時間の銅板を作製した。その処理時間は、60,12
0,300sec とした。処理後の銅板表面を走査型電子
顕微鏡で観察した結果、上記酸化処理時間が長くなるに
従い、表面が粗くなる傾向が確認された。また、Krガ
スを用いたBET法により比表面積を測定し、実質表面
積を求めた。銅板の見かけの表面積に対する実質表面の
比を表2に示す。ここで、No.1は比較例で、上記の一
連の処理を施さない圧延のままの銅板である。
The state of the surface treatment includes the time, temperature,
Although it can be controlled by the solution concentration, here, copper plates having various treatment times were prepared. The processing time is 60,12
0,300 sec. As a result of observing the surface of the copper plate after the treatment with a scanning electron microscope, it was confirmed that the longer the oxidation treatment time was, the more the surface became rough. Further, the specific surface area was measured by the BET method using Kr gas to determine the actual surface area. Table 2 shows the ratio of the substantial surface to the apparent surface area of the copper plate. Here, No. 1 is a comparative example, which is a rolled copper plate that is not subjected to the above-described series of processing.

【0065】[0065]

【表2】 [Table 2]

【0066】表2より、酸化処理時間が長くなるに伴
い、銅板の表面粗化が進行する。比較例1で、実質表面
/見かけ表面積が1以下になっているのは、本例で用い
たBET法による比表面積測定誤差による。したがって、
それぞれのサンプルの実質表面積/見かけ表面積の値に
は、いずれもこの程度の誤差が含まれている。
As shown in Table 2, the surface roughening of the copper plate progresses as the oxidation treatment time increases. The reason why the actual surface / apparent surface area is 1 or less in Comparative Example 1 is due to a specific surface area measurement error by the BET method used in this example. Therefore,
Each of the values of the actual surface area / apparent surface area of each sample includes such an error.

【0067】実質表面積は酸化時間の増加によってほぼ
直線的に増加し、約1分で実質表面積比は3以上となる
とともに、200秒以上ではややゆるやかに増加する傾
向を示している。
The real surface area increases almost linearly with an increase in the oxidation time, and the real surface area ratio becomes 3 or more in about 1 minute, and slightly increases in 200 seconds or more.

【0068】本実施例で300秒の酸化処理したままの
表面を電顕で観察した結果、直径1〜30nm,長さ5
0〜200nmのひげ状の酸化物が形成された。また、
その後の還元処理によってその表面に直径5〜20nm
の棒状の皮膜がその表面に互いにややからみ合って長さ
100〜500nmのものが立って形成されていた。特
に、処理時間によってその径と長さが変るものである。
In this example, as a result of observing the surface subjected to the oxidation treatment for 300 seconds with an electron microscope, the diameter was 1 to 30 nm and the length was 5 mm.
A whisker-like oxide of 0-200 nm was formed. Also,
Subsequent reduction treatment causes the surface to have a diameter of 5-20 nm.
The rod-like coatings having a length of 100 to 500 nm were formed on the surfaces thereof, slightly entangled with each other. In particular, the diameter and length vary depending on the processing time.

【0069】次に、銅板と粒子の接着性について記述す
る。粒子として、平均粒径が約25μmの鱗片状黒鉛、
平均粒径約15μmの塊状非晶質炭素、および平均粒径
30μmのアルミ粉末を用いた。これらそれぞれの粒子
と、ポリフッ化ビニリデンを溶解させたN−メチルピロ
リドン溶液とを混錬し、スラリーとした。このスラリー
を、表1に示す銅板に塗布した。このとき、スラリー中
の各粒子とポリフッ化ビニリデンの配合は、重量比で粒
子:ポリフッ化ビニリデン=90:10とした。上記の
スラリーを塗布した銅板は、大気中で乾燥させた後、膜
の密度を高めるために500kg/cm2 の圧力で圧接し、
更に120℃で真空乾燥した。上記手順で作製した粒子
接着銅板は、粒子接着面積が4cm2 となるように切断
し、粒子接着部全面を覆うように市販の粘着テープを貼
った。この粘着テープを剥す時に剥離する粒子の割合に
より、銅板と粒子の接着性を評価した。その結果を表3
に示す。
Next, the adhesion between the copper plate and the particles will be described. As particles, flaky graphite having an average particle size of about 25 μm,
Lumpy amorphous carbon having an average particle size of about 15 μm and aluminum powder having an average particle size of 30 μm were used. These particles were kneaded with an N-methylpyrrolidone solution in which polyvinylidene fluoride was dissolved to form a slurry. This slurry was applied to a copper plate shown in Table 1. At this time, each particle in the slurry was mixed with polyvinylidene fluoride at a weight ratio of particle: polyvinylidene fluoride = 90: 10. After the copper plate coated with the above slurry is dried in the air, the copper plate is pressed at a pressure of 500 kg / cm 2 to increase the density of the film,
Further, it was vacuum dried at 120 ° C. The particle-adhered copper plate produced in the above procedure was cut so that the particle-adhered area was 4 cm 2, and a commercially available adhesive tape was applied so as to cover the entire surface of the particle-adhered portion. The adhesion between the copper plate and the particles was evaluated based on the ratio of the particles that peeled off when the pressure-sensitive adhesive tape was peeled off. Table 3 shows the results.
Shown in

【0070】[0070]

【表3】 [Table 3]

【0071】表3では、粘着テープを剥した時に剥離す
る粒子の割合が小さい程、銅板と粒子の接着性が良好で
ある。これにより、圧延のままの銅板に比べ、酸化およ
び還元工程により表面粗化処理を施した銅板は、粒子と
の接着性が良好であった。また、粒子の種類や粒径によ
り接着性に差異があるものの、表面粗化した銅板では、
圧延のままの銅板に比べ、粒子との接着性が向上した。
In Table 3, the smaller the ratio of particles peeled off when the adhesive tape is peeled off, the better the adhesion between the copper plate and the particles. Thereby, compared with the as-rolled copper plate, the copper plate subjected to the surface roughening treatment in the oxidation and reduction steps had better adhesion to the particles. In addition, although there is a difference in adhesion depending on the type and particle size of the particles, in the copper plate with a roughened surface,
The adhesion to the particles was improved as compared with the as-rolled copper plate.

【0072】即ち、剥離した粒子の割合と(実質表面積
/見かけ表面積)比との関係は鱗片状黒鉛とAl粉は実
質表面積比が2以上でほぼ剥離率が飽和して、前者が3
5%以下、後者が15%以下と小さくなる。また、非晶
質炭素は実質表面積が4以上で剥離率が25%以下とな
った。
That is, the relationship between the ratio of the exfoliated particles and the ratio (substantial surface area / apparent surface area) is that the exfoliation rate is substantially saturated when the flaky graphite and Al powder have a substantial surface area ratio of 2 or more, and the former is 3%.
5% or less, and the latter less than 15%. The amorphous carbon had a substantial surface area of 4 or more and a peeling rate of 25% or less.

【0073】本実施例においても前述と同様にガスコン
ロによるバーナ加熱試験を実施したが、電解の激しい噴
出はなく、固化し、発火もなかった。更に実質的な寸法
変化もなかった。
In this example, a burner heating test using a gas stove was carried out in the same manner as described above, but there was no violent ejection of electrolysis, no solidification, and no ignition. Furthermore, there was no substantial dimensional change.

【0074】(実施例11)図5は本発明に係るコイン
型電池の断面図である。本実施例の正極及び負極に用い
た集電体、正極合剤及び負極合剤は実施例10と同様に
製造した。負極は直径14.5mm 、電極の厚さを0.4m
mのペレットにした。正極は、直径14.5mm,電極の厚
さを0.9mm とした。図5に示すように、予め内底面に
正極集電体が溶接によって取り付けられ、絶縁パッキン
からなるガスケットが載置された正極缶に、正極を圧着
した。次に、この下に微多孔性ポリプロピレンのセパレ
ータを配置し、エチレンカーボネートとプロピレンカー
ボネートとジエチルカーボネートと1,3プロピレンカ
ードネートとの体積比で30:15:45:10の混合
溶媒に1mol/lのLiPF6を溶解し、沃素を全体の2
重量%添加した電解液を含浸させる。一方、負極缶4の
内面に、負極集電体を溶接し、この負極集電体に負極を
圧着させる。次に前記セパレータに前記負極を重ね正極
缶と負極缶をガスケットを介在させてかしめ、コイン型
電池を作製する。本実施例においても前述と同様にバー
ナ加熱試験を行ったが、前述と同様であった。寸法変化
は上下の高さを測定したが、実質的な変化は約0.05m
m 以下と小さいものであった。
(Embodiment 11) FIG. 5 is a sectional view of a coin-type battery according to the present invention. The current collector, the positive electrode mixture, and the negative electrode mixture used for the positive electrode and the negative electrode of this example were manufactured in the same manner as in Example 10. The negative electrode has a diameter of 14.5 mm and the thickness of the electrode is 0.4 m.
m pellets. The positive electrode had a diameter of 14.5 mm and the thickness of the electrode was 0.9 mm. As shown in FIG. 5, a positive electrode current collector was previously attached to the inner bottom surface by welding, and the positive electrode was pressure-bonded to a positive electrode can on which a gasket made of insulating packing was placed. Next, a microporous polypropylene separator was placed under the separator, and 1 mol / l was added to a mixed solvent of ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, and 1,3 propylene cardinate at a volume ratio of 30: 15: 45: 10. Of LiPF 6 is dissolved and iodine is
Impregnated with electrolyte solution added by weight%. On the other hand, a negative electrode current collector is welded to the inner surface of the negative electrode can 4, and the negative electrode is pressed on the negative electrode current collector. Next, the negative electrode is placed on the separator, and the positive electrode can and the negative electrode can are caulked with a gasket interposed therebetween, thereby producing a coin-type battery. In this example, a burner heating test was performed in the same manner as described above, and the result was the same as described above. The dimensional change was measured at the top and bottom, but the actual change was about 0.05m
m or less.

【0075】(実施例12)本実施例で使用した正極活
物質は、平均粒径10μmのLiCoO2 粉末である。
この正極活物質と天然黒鉛,ポリフッ化ビニリデンの1
−メチル−2−ピロリドン溶液を添加し、十分に混練し
たものを正極スラリーとした。LiCoO2,天然黒鉛,
ポリフッ化ビニリデンの混合比は、重量比で90:6:
4とした。スラリーを、ドクターブレード法によって、
厚さ20μmのアルミニウム箔からなる正極集電体の表
面に塗布した。正極は、高さ70mm,幅120mmの短冊
形状である。この正極を100℃で2時間塗燥した。
Example 12 The positive electrode active material used in this example was a LiCoO 2 powder having an average particle size of 10 μm.
This positive electrode active material and natural graphite and polyvinylidene fluoride
-Methyl-2-pyrrolidone solution was added and kneaded sufficiently to obtain a positive electrode slurry. LiCoO 2 , natural graphite,
The mixing ratio of polyvinylidene fluoride is 90: 6:
And 4. The slurry is prepared by the doctor blade method.
It was applied to the surface of a positive electrode current collector made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm. The positive electrode has a rectangular shape with a height of 70 mm and a width of 120 mm. This positive electrode was dried at 100 ° C. for 2 hours.

【0076】負極は以下の方法で作製した。平均粒径5
μmの天然黒鉛粉末とポリフッ化ビニリデンを、重量比
90:10で混合し、有機溶媒として1−メチル−2−
ピロリドンを添加して、十分に混練して負極スラリーを
調製した。このスラリーを、ドクターブレード法によっ
て、厚さ10μmの圧延のままの銅箔からなり、実施例
1のNo.4と同様の条件で表面処理を施した負極集電体
の表面に塗布した。負極は、高さ70mm,幅120mmの
短冊形状である。この負極を100℃で2時間乾燥し
た。
The negative electrode was manufactured by the following method. Average particle size 5
μm of natural graphite powder and polyvinylidene fluoride were mixed at a weight ratio of 90:10, and 1-methyl-2-
Pyrrolidone was added and kneaded well to prepare a negative electrode slurry. This slurry was applied to the surface of a negative electrode current collector composed of as-rolled copper foil having a thickness of 10 μm and subjected to a surface treatment under the same conditions as in No. 4 of Example 1 by a doctor blade method. The negative electrode has a rectangular shape with a height of 70 mm and a width of 120 mm. This negative electrode was dried at 100 ° C. for 2 hours.

【0077】図6は、本発明の角型リチウム二次電池の
断面図である。電池の外寸法は、高さ100mm,幅13
0mm,奥行き30mmである。袋状に加工したセパレータ
33の中に挿入した正極31,負極32を交互に積層し
た電極群を、アルミニウム製電池缶34に挿入した。各
電極の上部に溶接した正極リード35と負極リード37
は、正極端子38,負極端子39へそれぞれ接続した。
正極端子38と負極端子39は、ポリプロピレン製パッ
キン40を介して電池蓋41に挿入されている。外部ケ
ーブルと電池の接続は、正極端子38,負極端子39に
取り付けたナット20により接続可能である。電池蓋4
1には、電池内部の圧力が4〜7気圧に達したときに、
電池内部に蓄積したガスを開放するための安全弁、なら
びに電解液の注液口を設置した。安全弁はガス放出口4
2,Oリング43,封止ボルト44からなる。注液口は
注入口45,Oリング46,封止ボルト47から構成さ
れる。電池缶34と電池蓋41をレーザー溶接した後、
注入口45より電解液を導入し、注入口45を封止ボル
ト47で密閉して、リチウム二次電池を完成させた。使
用した電解液は、容積比で45:45:10のエチレン
カーボネートとジメチルカーボネートと1,3プロピレ
ンカーボネートの混合溶媒1リットルに、1モル相当の
六フッ化リン酸リチウム(LiPF6 )を含有する溶液
である。この電解液に沃素を5重量%添加した。
FIG. 6 is a sectional view of the prismatic lithium secondary battery of the present invention. The external dimensions of the battery are 100 mm high and 13 width wide.
0 mm and depth 30 mm. An electrode group in which positive electrodes 31 and negative electrodes 32 inserted in a bag-shaped separator 33 were alternately stacked was inserted into an aluminum battery can 34. Positive electrode lead 35 and negative electrode lead 37 welded on top of each electrode
Were connected to the positive terminal 38 and the negative terminal 39, respectively.
The positive terminal 38 and the negative terminal 39 are inserted into the battery cover 41 via a packing 40 made of polypropylene. The external cable and the battery can be connected by the nut 20 attached to the positive terminal 38 and the negative terminal 39. Battery cover 4
1, when the pressure inside the battery reaches 4-7 atm,
A safety valve for releasing gas accumulated inside the battery and an electrolyte injection port were installed. Safety valve is gas outlet 4
2, an O-ring 43 and a sealing bolt 44. The liquid inlet comprises an inlet 45, an O-ring 46, and a sealing bolt 47. After laser welding the battery can 34 and the battery lid 41,
An electrolytic solution was introduced from the inlet 45, and the inlet 45 was sealed with a sealing bolt 47 to complete a lithium secondary battery. The electrolyte used contained 1 mol of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) in 1 liter of a mixed solvent of ethylene carbonate, dimethyl carbonate and 1,3 propylene carbonate in a volume ratio of 45:45:10. Solution. 5% by weight of iodine was added to this electrolyte.

【0078】電池の電気化学的エネルギーは、正極端子
と負極端子より外部へ取り出し、再充電により蓄えるこ
とが可能になっている。この電池の平均放電電圧は3.
7V,定格容量は27Ah,100Whである。
The electrochemical energy of the battery can be taken out from the positive electrode terminal and the negative electrode terminal and stored by recharging. The average discharge voltage of this battery is 3.
7V, rated capacity is 27 Ah, 100 Wh.

【0079】上述の角型リチウム二次電池21の蓋11
を上方に向け、高さ100mm,幅130mmの側面同士が
対向するように一列に配置させて、図7に示した8直列
接続の組電池を組み立てた。
The lid 11 of the above-described prismatic lithium secondary battery 21
Were assembled in a row so that the sides having a height of 100 mm and a width of 130 mm face each other, and an eight-series connected battery shown in FIG. 7 was assembled.

【0080】本発明では、スペーサを用いることによる
組電池の体積エネルギー密度減少率を10%程度にとど
めるために、スペーサの厚さは電池厚さの10%未満に
制限した。電池21の厚さは30mmであるので、厚さ1
0mm,幅10mm,長さ100mmのポリ四フッ化エチレン
製スペーサ22を、電池21の高さ方向に沿って、各電
池対向面の間に2本ずつ挿入した。組電池の側面と前後
に取り付けたステンレス製金属板23とポリ四フッ化エ
チレン製固定部品28をボルト29で固定して、角型リ
チウム二次電池21を内側向きに圧力が加わるように締
め付けた。電池からの熱を外部へ素早く放散させるため
に、ステンレス製金属板23にリブ状の突起部を形成さ
せた。それぞれの角型リチウム二次電池21の正極端
子,負極端子は、全電池が直列接続になるように電流ケ
ーブルで接続され、組電池の正極端子24,負極端子2
5へ結線した。さらに、各電池21の正極端子,負極端
子は、それぞれ正極電圧入力ケーブル,負極電圧入力ケ
ーブルを介して制御回路基板26に接続され、組電池の
充放電制御のために各電池21の電圧と電流を計測し
た。制御回路基板26はマイコンを装着しており、少な
くとも1個の電池21の電圧と電流の一方が設定範囲か
らはずれた際に、組電池の充放電を停止する機能をも
つ。本発明の制御回路基板は、ガラス繊維と1%のヘキ
サブロモベンゼンを添加したエポキシ樹脂からなるプリ
ント基板,ポリ四フッ化エチレンで被覆した配線ケーブ
ルを用いて、回路素子を接続しており、安全性を高めた
難燃性基板である。末端にある電池から4番目の電池の
側面に熱電対43を取り付け、温度信号を制御回路基板
26へ送り、電池温度が設定温度を超えたときに充放電
を停止するようにした。本実施例では制御回路基板26
を組電池の上部に設置したので、ガス放出口42から放
出した電解液が、制御回路基板26へ付着しないよう
に、遮蔽板27を制御回路基板26と電池21の間に挿
入した。本実施例の組電池の平均放電電圧は29.6
V,定格容量27Ah,800Wh である。本実施例
の組電池をB1と表記する。本発明の組電池に外装容器
は不要であるため、角型リチウム二次電池21を外気で
直接冷却することが可能となり、急速な充電時あるいは
高負荷率の放電時での電池の温度上昇を低減できる。
In the present invention, the thickness of the spacer is limited to less than 10% of the battery thickness in order to keep the reduction rate of the volume energy density of the battery pack by using the spacer to about 10%. Since the thickness of the battery 21 is 30 mm,
Two spacers 22 made of polytetrafluoroethylene having a length of 0 mm, a width of 10 mm, and a length of 100 mm were inserted between the battery facing surfaces along the height direction of the battery 21. The stainless steel metal plate 23 attached to the side surface and the front and rear of the assembled battery and the polytetrafluoroethylene fixing part 28 were fixed with bolts 29, and the rectangular lithium secondary battery 21 was tightened so that pressure was applied inward. . To quickly dissipate the heat from the battery to the outside, a rib-shaped protrusion was formed on the stainless steel metal plate 23. The positive terminal and the negative terminal of each prismatic lithium secondary battery 21 are connected by a current cable so that all the batteries are connected in series, and the positive terminal 24 and the negative terminal 2 of the assembled battery are connected.
5 was connected. Further, the positive terminal and the negative terminal of each battery 21 are connected to a control circuit board 26 via a positive voltage input cable and a negative voltage input cable, respectively, so that the voltage and current of each battery 21 are controlled for charging and discharging of the assembled battery. Was measured. The control circuit board 26 is equipped with a microcomputer, and has a function of stopping charging / discharging of the battery pack when at least one of the voltage and current of at least one battery 21 is out of the set range. The control circuit board of the present invention uses a printed circuit board made of an epoxy resin to which glass fiber and 1% hexabromobenzene are added, and circuit elements are connected by using a wiring cable covered with polytetrafluoroethylene. It is a flame-retardant substrate with enhanced properties. A thermocouple 43 was attached to the side of the fourth battery from the battery at the end, a temperature signal was sent to the control circuit board 26, and charging and discharging were stopped when the battery temperature exceeded a set temperature. In this embodiment, the control circuit board 26
The shield plate 27 was inserted between the control circuit board 26 and the battery 21 so that the electrolyte discharged from the gas discharge port 42 did not adhere to the control circuit board 26. The average discharge voltage of the battery pack of this embodiment is 29.6.
V, rated capacity 27 Ah, 800 Wh. The assembled battery of this embodiment is denoted by B1. Since the battery pack of the present invention does not require an outer container, it is possible to directly cool the prismatic lithium secondary battery 21 with outside air, and to reduce the temperature rise of the battery during rapid charging or discharging at a high load rate. Can be reduced.

【0081】以上の説明では、電極群が短冊電極を用い
た積層式であるが、偏平で長円形状の捲回式であって
も、同様な組電池を構成することができる。また、バー
ナ加熱試験を行ったが、前述と同様に電解液は固化し、
寸法変化も実質的な外観上変化が見られないものであっ
た。
In the above description, the electrode group is a stacked type using strip electrodes. However, a similar assembled battery can be formed even when the electrode group is a flat and oblong wound type. Also, a burner heating test was performed, but the electrolyte solidified as described above,
The dimensional change was substantially unchanged in appearance.

【0082】(実施例13)図8は実施例1〜12に記
載のリチウム2次電池を用いた電気自動車の駆動システ
ム構成を示す図である。
(Embodiment 13) FIG. 8 is a diagram showing a drive system configuration of an electric vehicle using the lithium secondary batteries described in Embodiments 1 to 12.

【0083】通常のガソリン車と同じようにキースイッ
チを投入し、アクセルを踏むとアクセル踏み角度に応じ
て、電動機のトルクまたは回転を制御するようにしてい
る。アクセルを戻したときには、エンジンブレーキに相
当する回生ブレーキを動作させ、ブレーキ踏み込み時に
は回生ブレーキ力をさらに増加させてる。シフトレバー
信号では車の前進・後進切換を行い、変速比は常に一定
としている。制御方式としては、誘導電動機を用いたI
GBTベクトル制御インバータ方式を採用し、電源電圧
はIGBT耐電圧から336Vとした。本実施例では、
出力を自動車としての動力性能(加速・登坂性能)から
最大出力45kW,最大トルク176N・mとし、最高
速度仕様から定格出力を30kWとした。主要制御項目
としては、車の前進・後進制御,回生制御のほかに、フ
ェイルセイフ制御を行うようにしている。
When a key switch is turned on and an accelerator pedal is depressed in the same manner as in a normal gasoline-powered vehicle, the torque or rotation of the electric motor is controlled in accordance with the accelerator pedal depression angle. When the accelerator is released, the regenerative brake corresponding to the engine brake is operated, and when the brake is depressed, the regenerative braking force is further increased. The shift lever signal switches the vehicle forward or backward, and the gear ratio is always constant. As a control method, I control using an induction motor
The GBT vector control inverter method was adopted, and the power supply voltage was set to 336 V from the IGBT withstand voltage. In this embodiment,
The output was set to a maximum output of 45 kW and a maximum torque of 176 Nm from the power performance (acceleration / hill-climbing performance) of the vehicle, and the rated output was set to 30 kW from the maximum speed specification. As main control items, fail-safe control is performed in addition to forward / reverse control of the vehicle and regenerative control.

【0084】電動機の小型・軽量化によって熱密度が大
きくなるので、効率の良い冷却構造とすることが重要に
なる。一般的な空冷式では電動機の温度上昇が高くなる
ので、一般のエンジンと同じように水冷式にした。冷却
水路は電動機本体を覆うアルミニウム製フレーム内に設
け、温度上昇シミュレーションによって最適な形状とし
た。冷却水はフレームの水路の給水口から流入し、電動
機本体の熱を吸収したのち排出され、循環経路中のラジ
エータによって冷却される。このような水冷構造とする
ことにより、冷却性能を空冷に対し3倍程度向上するこ
とができた。
Since the heat density is increased by reducing the size and weight of the electric motor, it is important to provide an efficient cooling structure. Since the temperature rise of the electric motor increases in a general air-cooled type, the water-cooled type is used in the same manner as a general engine. The cooling water channel was provided in an aluminum frame that covered the motor body, and the shape was optimized by temperature rise simulation. The cooling water flows in from a water supply port of a water channel of the frame, is discharged after absorbing heat of the motor body, and is cooled by a radiator in a circulation path. With such a water cooling structure, the cooling performance could be improved about three times as compared with the air cooling.

【0085】インバータは、パワー素子にはIGBTが
使用されており、最高出力時は最大数キロワット程度の
発熱がある。このほかにもサージ吸収用の抵抗,フィル
タコンデンサなどからも発熱があり、これらの部品を許
容温度以下に抑え、効率よく冷却することが必要であ
る。特にIGBTの冷却が問題であり、冷却方式として
は、空冷,水冷,油冷などが考えられる。ここでは、取
り扱いが容易で効率の良い冷却が出来る強制水冷方式と
した。
The inverter uses an IGBT as a power element, and generates a maximum of several kilowatts of heat at the maximum output. In addition, heat is also generated from surge absorbing resistors, filter capacitors, and the like, and it is necessary to keep these components below the allowable temperature and cool them efficiently. Particularly, the cooling of the IGBT is a problem, and the cooling method may be air cooling, water cooling, oil cooling, or the like. Here, a forced water cooling system that can be easily handled and efficiently cooled was used.

【0086】本実施例における電源としてのリチウム2
次電池においては図に示す保護回路が形成される。保護
回路は過充電,過放電から電池を保護するものである。
その保護回路は図9に示す様に各電池のセル電圧を調整
するバランス補償回路からなるもので、各電池に設けら
れるものである。このバランス補償回路はマイクロコン
ピユータによってコントロールされる。従来のリチウム
2次電池においては電解液が可燃性を有するので、サー
ミスタを各電池に設けて温度又は圧力検出し、それによ
って監視していたが、本実施例においては火点を電解液
に接近させても炎がその液体に燃え移らない引火点を持
たないうちにその加熱によって固化するものであるの
で、特別な温度又は圧力の監視を要しないものにしたも
のである。それによって保護回路として安全機構を少な
くすることができたものである。図8に示す様に過放電
又は過充電が検出されれば電源が自動的に開閉できるよ
うになっている。
Lithium 2 as a power source in this embodiment
The protection circuit shown in the figure is formed in the next battery. The protection circuit protects the battery from overcharge and overdischarge.
The protection circuit comprises a balance compensation circuit for adjusting the cell voltage of each battery as shown in FIG. 9, and is provided for each battery. This balance compensation circuit is controlled by the microcomputer. In conventional lithium secondary batteries, since the electrolyte is flammable, a thermistor is provided in each battery to detect the temperature or pressure, and monitoring is performed by monitoring the temperature or pressure. Even if it does, the flame is solidified by heating before having a flash point at which the liquid does not burn into the liquid, so that special temperature or pressure monitoring is not required. Thereby, the number of safety mechanisms can be reduced as a protection circuit. As shown in FIG. 8, when overdischarge or overcharge is detected, the power supply can be automatically opened and closed.

【0087】本実施例は誘導電動機を用いた例を示した
ものであるが、図10に示す様に他に永久磁石型同期電
動機及び直流分巻電動機を用いた電気自動車に対しても
同様に用いることができるものである。図中、INV
(Inverter:インバータ),IM(Induction Motor:
誘導電動機),E(Encoder:エンコーダ),SM(Sync
hronus Motor:同期電動機),PS(Position Sense
r:位置検出器),PWM(Pulse Width Modulation:パ
ルス幅変調),DCM(DCMotor:直流電動機),CH
(Chopper:チョッパ),N* :速度指令,T* :トルク
指令。図において、各段落は制御方式,システム構成及
び主要制御パラメータを示している。(実施例14)図
11は実施例1〜12に記載のリチウム2次電池を用い
た夜間電力の電力貯蔵システムを示す構成図である。本
電力貯蔵システム例は2000kW×4h,セル容量1
000Whとし、電池360個直列接続,24列並列接
続の例を示したものである。本実施例においても実施例
36と同様に過充電及び過放電から電池を保護する必要
があり、図9に示す保護回路が監視・バランス補償回路
を有するものである。本実施例においても前述と同様に
電池を保護されるものである。本実施例は大容量の電力
貯蔵を目的としたものであるが、家庭用のエアコンデシ
ョナー,電気温水器等においても有効である。
Although this embodiment shows an example using an induction motor, the same applies to an electric vehicle using a permanent magnet type synchronous motor and a DC shunt motor as shown in FIG. It can be used. In the figure, INV
(Inverter: Inverter), IM (Induction Motor:
Induction motor), E (Encoder: encoder), SM (Sync)
hronus Motor: Synchronous motor), PS (Position Sense)
r: position detector), PWM (Pulse Width Modulation), DCM (DC Motor: DC motor), CH
(Chopper: chopper), N * : speed command, T * : torque command. In the figure, each paragraph shows a control method, a system configuration, and main control parameters. (Embodiment 14) FIG. 11 is a configuration diagram showing a nighttime power storage system using the lithium secondary batteries described in Embodiments 1 to 12. This power storage system example is 2000kW x 4h, cell capacity 1
000 Wh, and shows an example of 360 batteries connected in series and 24 columns connected in parallel. Also in this embodiment, it is necessary to protect the battery from overcharging and overdischarging as in Embodiment 36, and the protection circuit shown in FIG. 9 has a monitoring / balance compensation circuit. In this embodiment, the battery is protected in the same manner as described above. Although the present embodiment is aimed at storing a large amount of electric power, it is also effective for home air conditioners, electric water heaters and the like.

【0088】[0088]

【発明の効果】本発明によれば、自己熱固化型の非水電
解液を用いることにより、大型リチウム2次電池におい
て最も懸念される火気投入時の安全性が大きく改善さ
れ、安全性の高い家庭電力貯蔵用や電気自動車用の大型
リチウム2次電池が得られる顕著な効果が得られるもの
である。
According to the present invention, by using a self-solidifying non-aqueous electrolyte, the safety at the time of burning, which is of the greatest concern in large lithium secondary batteries, is greatly improved, and the safety is high. The remarkable effect of obtaining a large lithium secondary battery for home electric power storage and electric vehicles can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施例1〜9に係わる大型リチウム2次電池の
縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a large-sized lithium secondary battery according to Examples 1 to 9.

【図2】本発明のリチウム二次電池の正極,負極及びセ
パレータの組立図。
FIG. 2 is an assembly view of a positive electrode, a negative electrode, and a separator of the lithium secondary battery of the present invention.

【図3】試料温度と熱量との温係を示す線図。FIG. 3 is a diagram showing a temperature relationship between a sample temperature and a calorific value.

【図4】実施例10のリチウム二次電池の断面図。FIG. 4 is a sectional view of a lithium secondary battery of Example 10.

【図5】実施例11のコイン型リチウム二次電池の断面
図。
FIG. 5 is a sectional view of a coin-type lithium secondary battery of Example 11.

【図6】実施例12の角型リチウム二次電池の断面図。FIG. 6 is a sectional view of a prismatic lithium secondary battery of Example 12.

【図7】実施例12の組電池の斜視図。FIG. 7 is a perspective view of a battery pack according to a twelfth embodiment.

【図8】実施例13の電気自動車の駆動システム構成
図。
FIG. 8 is a drive system configuration diagram of an electric vehicle according to a thirteenth embodiment.

【図9】リチウム2次電池の保護回路。FIG. 9 is a protection circuit for a lithium secondary battery.

【図10】実施例13の電気自動車の各種駆動制御シス
テム構成図。
FIG. 10 is a configuration diagram of various drive control systems for an electric vehicle according to a thirteenth embodiment.

【図11】実施例14の電力貯蔵システムの構成図。FIG. 11 is a configuration diagram of a power storage system according to a fourteenth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,15…電池蓋、2…ガスケット、3,13…絶縁
板、5…負極活物質層、6…負極集電体、7…正極活物
質層、8…正極集電体、9…セパレータ、10…正極端
子、11…負極端子、12…センターピン、14…電池
缶、16…負極集電体タブ、17…正極集電体タブ。
1, 15: battery lid, 2: gasket, 3, 13: insulating plate, 5: negative electrode active material layer, 6: negative electrode current collector, 7: positive electrode active material layer, 8: positive electrode current collector, 9: separator 10: Positive terminal, 11: Negative terminal, 12: Center pin, 14: Battery can, 16: Negative current collector tab, 17: Positive current collector tab.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高村 友恵 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 岩柳 隆夫 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tomoe Takamura 7-1-1, Omikacho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Takao Iwayanagi 7-1, Omikamachi, Hitachi City, Ibaraki Prefecture No. 1 Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】リチウムを吸蔵放出可能な負極と、リチウ
ムを吸蔵放出可能な正極と、非水電解液とを有するリチ
ウム2次電池において、前記非水電解液は所定の温度で
の熱反応により固化することを特徴とするリチウム2次
電池。
1. A lithium secondary battery comprising a negative electrode capable of storing and releasing lithium, a positive electrode capable of storing and releasing lithium, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is thermally reacted at a predetermined temperature. A lithium secondary battery, which is solidified.
【請求項2】請求項1記載の非水電解液は、リチウム塩
と非水溶媒とを有し、該非水溶媒は前記リチウム塩を溶
解可能な非水溶媒及び熱重合性非水溶媒を有することを
特徴とするリチウム2次電池。
2. The non-aqueous electrolyte according to claim 1, comprising a lithium salt and a non-aqueous solvent, wherein said non-aqueous solvent comprises a non-aqueous solvent capable of dissolving said lithium salt and a thermopolymerizable non-aqueous solvent. A lithium secondary battery characterized by the above-mentioned.
【請求項3】請求項2記載の熱重合する非水溶媒は、6
〜10員環の環状カーボネート誘導体の少なくとも1つ
を溶解してなることを特徴とするリチウム2次電池。
3. The non-aqueous solvent for thermal polymerization according to claim 2, wherein
A lithium secondary battery obtained by dissolving at least one of a 10- to 10-membered cyclic carbonate derivative.
【請求項4】請求項2記載の熱重合する非水溶媒は、ジ
フェニルカーボネート誘導体の少なくとも1つを溶解し
てなることを特徴とするリチウム2次電池。
4. The lithium secondary battery according to claim 2, wherein the non-aqueous solvent for thermal polymerization is obtained by dissolving at least one of diphenyl carbonate derivatives.
【請求項5】請求項2記載の熱重合する非水溶媒は、7
〜11員環のサルファイト誘導体の少なくとも1つを溶
解してなることを特徴とするリチウム2次電池。
5. The non-aqueous solvent for thermal polymerization according to claim 2, wherein
A lithium secondary battery obtained by dissolving at least one of a to 11-membered sulfite derivative.
【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解
液が、熱反応の開始剤として沃素,沃化リチウム,弗化
リチウム,臭化リチウム,塩化リチウム,テトラキス
(4−フロロフェニル)ほう酸ナトリウム,テトラキス
(4−フロロフェニル)ほう酸リチウム,イソアゾブチ
ルニトリル、1,1′−アゾビス(シクロヘキサン−1
−カルボニトリル)、2,2′−アゾビス(2−メチル
−N−(1,1−ビス(ヒドロキシメチル)エチル)プ
ロピオンアミド,沃化メチル,臭化ベンゼン,テトラブ
チルアンモニウム沃化物,三弗化ほう酸ジエチル,燐酸
トリエステルの少なくとも1つを溶解してなることを特
徴とするリチウム2次電池。
6. The non-aqueous electrolytic solution according to claim 1, wherein iodine, lithium iodide, lithium fluoride, lithium bromide, lithium chloride, tetrakis (4-fluoro) is used as a thermal reaction initiator. Sodium phenyl) borate, lithium tetrakis (4-fluorophenyl) borate, isoazobutylnitrile, 1,1'-azobis (cyclohexane-1
-Carbonitrile), 2,2'-azobis (2-methyl-N- (1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl) propionamide, methyl iodide, benzene bromide, tetrabutylammonium iodide, trifluoride A lithium secondary battery characterized by dissolving at least one of diethyl borate and phosphoric acid triester.
【請求項7】前記非水電解液は、炭酸エステル溶媒を7
0容量%以上含むことを特徴とする請求項1〜6のいず
れかに記載のリチウム2次電池。
7. The non-aqueous electrolytic solution contains a carbonate ester solvent.
The lithium secondary battery according to claim 1, wherein the lithium secondary battery contains 0% by volume or more.
【請求項8】リチウムを吸蔵放出可能な負極と、リチウ
ムを吸蔵放出可能な正極と、非水電解液を有するリチウ
ム2次電池において、過充電,過放電又は異常な温度上
昇があったとき、外観上の実質的な寸法変化を伴うこと
なく非復帰状態で停止することを特徴とするリチウム2
次電池。
8. In a lithium secondary battery having a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, a positive electrode capable of inserting and extracting lithium, and a non-aqueous electrolyte, when overcharge, overdischarge, or abnormal temperature rise occurs, Lithium 2 characterized in that it stops in a non-return state without substantial dimensional change in appearance
Next battery.
【請求項9】リチウムを吸蔵放出可能な負極と、リチウ
ムを吸蔵放出可能な正極と、非水電解液とからなるリチ
ウム2次電池において、過充電,過放電又は異常な温度
上昇があったとき、前記電池内でのガス発生による外観
上の変化を伴うことなく非復帰状態で停止することを特
徴とするリチウム2次電池。
9. A lithium secondary battery comprising a negative electrode capable of occluding and releasing lithium, a positive electrode capable of occluding and releasing lithium, and a non-aqueous electrolyte when overcharge, overdischarge, or abnormal temperature rise occurs. A lithium secondary battery which stops in a non-recovery state without a change in appearance due to generation of gas in the battery.
【請求項10】リチウムを吸蔵放出可能な負極と、リチ
ウムを吸蔵放出可能な正極と、非水電解液とを有するリ
チウム2次電池において、過充電,過放電又は異常な温
度上昇があったとき、前記電池内の圧力変化による外観
上の変化を伴うことなく非復帰状態で停止することを特
徴とするリチウム2次電池。
10. A lithium secondary battery comprising a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, a positive electrode capable of inserting and extracting lithium, and a non-aqueous electrolyte when overcharge, overdischarge, or abnormal temperature rise occurs. A lithium secondary battery that stops in a non-recovery state without a change in appearance due to a change in pressure in the battery.
【請求項11】リチウム塩と該リチウム塩を溶解可能な
非水溶媒とを有し、所定の温度での熱反応によって固化
することを特徴とするリチウム2次電池用電解液。
11. An electrolyte for a lithium secondary battery comprising a lithium salt and a non-aqueous solvent capable of dissolving the lithium salt, wherein the electrolyte is solidified by a thermal reaction at a predetermined temperature.
【請求項12】請求項1〜10のいずれかに記載のリチ
ウム2次電池を電源に用いたことを特徴とする電気機
器。
12. An electric device using the lithium secondary battery according to claim 1 as a power supply.
【請求項13】リチウム2次電池を電源に用いた電気機
器において、前記2次電池の過充電,過放電又は異常な
温度上昇に対する保護手段は前記電池の温度及び圧力検
出がフリーであり、前記電池の電圧又は電流検出手段及
び該検出値に基づいて前記電源回路を開閉する制御手段
を有し、前記2次電池自身に前記異常状態が生じたとき
に外観上の破損を生じることなく非復帰状態で前記電池
の動作を停止することを特徴とする電気機器。
13. An electric device using a lithium secondary battery as a power supply, wherein the protection means against overcharge, overdischarge or abnormal temperature rise of the secondary battery is free from detection of temperature and pressure of the battery. Battery voltage or current detecting means and control means for opening and closing the power supply circuit based on the detected value, and when the abnormal condition occurs in the secondary battery itself, non-recovery without causing appearance damage An electric device wherein the operation of the battery is stopped in a state.
【請求項14】請求項12又は13において、電気自動
車又は電力貯蔵装置に用いられることを特徴とする電気
機器。
14. An electric device according to claim 12, wherein the electric device is used for an electric vehicle or an electric power storage device.
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