JP2001006730A - 非水電解質電池 - Google Patents

非水電解質電池

Info

Publication number
JP2001006730A
JP2001006730A JP11176008A JP17600899A JP2001006730A JP 2001006730 A JP2001006730 A JP 2001006730A JP 11176008 A JP11176008 A JP 11176008A JP 17600899 A JP17600899 A JP 17600899A JP 2001006730 A JP2001006730 A JP 2001006730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous electrolyte
battery
negative electrode
ppm
vinylene 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.)
Granted
Application number
JP11176008A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4206565B2 (ja
Inventor
Akira Yamaguchi
晃 山口
Hidetoshi Ito
秀俊 伊東
Tokuo Komaru
篤雄 小丸
Masayuki Nagamine
政幸 永峰
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP17600899A priority Critical patent/JP4206565B2/ja
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to US09/594,779 priority patent/US6623892B1/en
Priority to EP00112782A priority patent/EP1063719B1/en
Priority to CA002311882A priority patent/CA2311882A1/en
Priority to DE60029516T priority patent/DE60029516T8/de
Priority to KR1020000034099A priority patent/KR100321954B1/ko
Priority to TW089112216A priority patent/TW452990B/zh
Priority to CNB001188690A priority patent/CN1135645C/zh
Publication of JP2001006730A publication Critical patent/JP2001006730A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4206565B2 publication Critical patent/JP4206565B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0569Liquid materials characterised by the solvents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/10Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • H01M6/162Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
    • H01M6/168Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by additives

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 重負荷環境下における電池特性を改善する。 【解決手段】 非水電解液中に適量のビニレンカーボネ
ートを含有させることにより、非水電解液の伝導度を向
上させる。それにより、リチウムイオンのドープ及び脱
ドープ反応がスムーズに行われるために、内部抵抗が低
くなる。そのため、電池初期容量が高くなり、更に、重
負荷特性に優れたものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極と負極と非水
電解質とを備えた、非水電解質電池に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電子機器用二次電池としては、ニ
ッケル・カドミウム電池及び鉛電池等が使用されてき
た。しかし、近年の電子技術の進歩に伴い電子機器の小
型化及び携帯化が進んでいることから、電子機器用の二
次電池を高エネルギー密度化することが要求されるよう
になっている。しかしながら、ニッケル・カドミウム電
池や鉛電池等では放電電圧が低く、エネルギー密度を十
分に高くすることができない。
【0003】そこで、最近、いわゆるリチウムイオン電
池が盛んに研究開発されるようになった。リチウムイオ
ン電池の特徴は、放電電圧が高いこと及び自己放電が少
ないためにサイクル寿命が大きいことである。リチウム
イオン電池は、負極にはリチウムイオンをドープ及び脱
ドープできる炭素材料が使用されており、正極には一般
式LiMxy(但し、MはCo、Ni、Mn、Fe、A
l、V、Tiの少なくとも一種類を示す)で表されるリ
チウム遷移金属複合酸化物が使用されている非水電解質
電池である。
【0004】このようなリチウム電池は、充電により正
極からリチウムイオンが放出され、このリチウムイオン
が負極の炭素の隙間にインサートし、炭素との化合物を
つくる。この現象をドープという。そして放電の際に負
極のリチウムがリチウムイオンとなり、炭素から放出さ
れ、正極において上記LiMxyに戻る。この現象を脱
ドープという。つまり、リチウムイオン電池ではリチウ
ムイオンの移動により電気エネルギーが生じていること
になる。このリチウムイオンの移動には、非水電解液が
深く関わっている。尚、上記非水電解液は、非水電解質
の一種である。
【0005】ところで、以上のような非水電解質電池に
おいて、電池の内部抵抗及び初期容量等の電池特性を向
上させるためには、正極及び負極の特性以外に、リチウ
ムイオンの移送を担う上記非水電解液の特性も重要にな
る。
【0006】非水電解液の例としては、プロピレンカー
ボネート、エチレンカーボネート、1,2−ジメトキシ
エタン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルカー
ボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボ
ネート等が挙げられる これらを混合してできる非水電
解液は、高い誘電率が得られるために電池特性を向上で
きるという点から、従来より汎用されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
エネルギーを多く使用する環境下(以下、単に、重負荷
環境下という。)においても利用可能な電池が要求され
ている。つまり、重負荷環境下における電池特性(以
下、重負荷特性とする。)を向上させる必要がある。重
負荷特性を従来以上に向上させるためには、非水電解液
の組成等についても更に検討する必要がある。
【0008】本発明はこのような従来の実状に鑑みて提
案されたものであり、重負荷特性が良好な非水電解質電
池を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る非水電解質電池は、リチウムイオン
をドープ及び脱ドープ可能な物質が使用されている負極
と、リチウムを含む物質が使用されている正極と、非水
電解質とを備え、非水電解質に化2で表されるビニレン
カーボネートが含まれていることを特徴とする。
【0010】
【化2】
【0011】以上のように構成された本発明に係る非水
電解質電池は、内部抵抗が低下することで初期容量が高
くなり、重負荷特性が良好なものとなる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
【0013】図1は、本発明の非水電解質電池の一構成
例を示す縦断面図である。この非水電解質電池1は、帯
状の正極2と、帯状の負極3とが、セパレータ4を介し
て密着状態で巻回された巻層体が、電池缶5の内部に装
填されてなる。
【0014】上記正極2は、正極活物質と結着剤とを含
有する正極合剤を集電体上に塗布、乾燥することにより
作製される。集電体には例えばアルミニウム箔等の金属
箔が用いられる。
【0015】正極活物質としては、LiMxy(式中M
は一種類以上の遷移金属を表す。)を主体とするリチウ
ム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム
複合酸化物を構成する遷移金属Mとしては、Co、N
i、Mn、Fe、Al、V、Ti等が好ましい。このよ
うなリチウム複合酸化物の具体例としてはLiCo
2、LiNiO2、LiNiyCo1-z2(式中、0<
z<1である。)、LiMn24等を挙げることができ
る。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生で
き、エネルギー密度的に優れた正極活物質となる。正極
2には、これらの正極活物質の複数種をあわせて使用し
てもよい。
【0016】また、上記正極合剤の結着剤としては、通
常、電池の正極合剤に用いられている公知の結着剤を用
いることができるほか、上記正極合剤に導電剤等、公知
の添加剤を添加することができる。
【0017】負極3は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、集電体上に塗布、乾燥することにより作
製される。上記集電体には、例えば銅箔等の金属箔が用
いられる。
【0018】負極材料としては、リチウム、リチウム合
金、又はリチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用
することが好ましい。リチウムをドープ、脱ドープでき
る材料として、例えば、難黒鉛化炭素系材料やグラファ
イト系材料等の炭素材料を使用することができる。具体
的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類、
ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊
維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。上記
コークス類には、ピッチコークス、ニートルコークス、
石油コークス等がある。また、上記有機高分子化合物焼
成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度
で焼成し炭素化したものを示す。
【0019】上述した炭素材料のほか、リチウムをドー
プ、脱ドープできる材料として、ポリアセチレン、ポリ
ピロール等の高分子やSnO2等の酸化物を使用するこ
ともできる。また、リチウム合金として、リチウム−ア
ルミニウム合金等を使用することができる。
【0020】また、上記負極合剤の結着剤としては、通
常リチウムイオン電池の負極合剤に用いられている公知
の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に公
知の添加剤等を添加することができる。
【0021】非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解し
て調製される。
【0022】電解質としては、通常、電池電解液に用い
られている公知の電解質を使用することができる。具体
的には、LiPF6,LiBF4,LiAsF6,LiC
lO4,LiCF3SO3,LiN(SO2CF32,Li
C(SO2CF33,LiAlCl4,LiSiF6,L
iB(C654,LiCl,LiBr,CH3SO3
i,CF3SO3Li等のリチウム塩を挙げることができ
る。その中でも特にLiPF6,LiBF4が酸化安定性
の点から望ましい。
【0023】このような電解質は、非水溶媒中に0.1
mol/l〜3.0mol/lの濃度で溶解されている
ことが好ましい。さらに好ましくは、0.5mol/l
〜2.0mol/lである。
【0024】また、非水溶媒としては、従来より非水電
解液に使用されている種々の非水溶媒を使用することが
できる。例えば、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、ジメ
トキシエタン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、γ−ブチ
ルラクトン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒ
ドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,
3−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メ
チルスルホラン、酪酸メチルスルホラン、アセトニトリ
ル、プロピオンニトリル、プロピオン酸メチル等を使用
することができる。これらの非水溶媒は単独で使用して
もよく、複数種を混合して使用してもよい。
【0025】本発明に係る非水電解質電池は、上記非水
電解液にビニレンカーボネートが含まれている。ビニレ
ンカーボネートの構造式は化3に表される通りである。
【0026】
【化3】
【0027】上記非水電解液に含まれるビニレンカーボ
ネートの量は1ppm以上100ppm未満の範囲であ
る。更に、より好ましい量は、2ppm以上98ppm
以下の範囲である。後述する実施例でも示されるよう
に、ビニレンカーボネートの量が1ppm未満の時に
は、内部抵抗を低くする効果が十分ではなく、初期容
量、重負荷特性を満足させることができない。また、1
00ppm以上になると、却って内部抵抗が高くなって
しまう。
【0028】上述したような非水電解質電池1は、次の
ようにして製造される。
【0029】正極2は、正極活物質と結着剤とを含有す
る正極合剤を、正極集電体となる例えばアルミニウム箔
等の金属箔上に均一に塗布、乾燥して正極活物質層を形
成することにより作製される。上記正極合剤の結着剤と
しては、公知の結着剤を用いることができるほか、上記
正極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。
【0030】負極3は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤を、負極集電体となる例えば銅箔等の金属箔
上に均一に塗布、乾燥して負極活物質層を形成すること
により作製される。上記負極合剤の結着剤としては、公
知の結着剤を用いることができるほか、上記負極合剤に
公知の添加剤等を添加することができる。
【0031】以上のようにして得られる正極2と、負極
3とを、例えば微孔性ポリプロピレンフィルムからなる
セパレータ4を介して密着させ、渦巻型に多数回巻回す
ることにより巻層体が構成される。
【0032】次に、その内側にニッケルメッキを施した
鉄製の電池缶5の底部に絶縁板6を挿入し、さらに巻層
体を収納する。そして負極3の集電をとるために、例え
ばニッケルからなる負極リード7の一端を負極3に圧着
させ、他端を電池缶5に溶接する。これにより、電池缶
5は負極3と導通をもつこととなり、非水電解液電池1
の外部負極となる。また、正極2の集電をとるために、
例えばアルミニウムからなる正極リード8の一端を正極
2に取り付け、他端を電流遮断用薄板9を介して電池蓋
10と電気的に接続する。この電流遮断用薄板9は、電
池内圧に応じて電流を遮断するものである。これによ
り、電池蓋10は正極2と導通をもつこととなり、非水
電解質電池1の外部正極となる。
【0033】次に、この電池缶5の中に非水電解液を注
入する。この非水電解液は、電解質を非水溶媒に溶解さ
せて調製される。
【0034】次に、アスファルトを塗布した絶縁封口ガ
スケット11を介して電池缶5をかしめることにより電
池蓋10が固定されて円筒型の非水電解質電池1が作製
される。
【0035】上記非水電解質電池1においては、図1に
示すように、負極リード7及び正極リード8に接続する
センターピン12が設けられているとともに、電池内部
の圧力が所定値よりも高くなったときに内部の気体を抜
くための安全弁装置13及び電池内部の温度上昇を防止
するためのPTC素子14が設けられている。
【0036】上述したような本実施の形態に係る非水電
解質電池1は、円筒型、角型、コイン型、ボタン型等、
その形状については特に限定されることはなく、また、
薄型、大型等の種々の大きさにすることができる。
【0037】尚、上述した実施の形態では、非水電解質
電池として、非水電解液を用いた非水電解液電池を例に
挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、非水電解質として、ポリフッ化ビニリデン及びポ
リアクリルニトリル等の高分子化合物に非水溶媒を含
む、いわゆるポリマーゲル電解質を使用した場合にも適
用可能である。また、本発明は、一次電池についても二
次電池についても適用可能である。
【0038】
【実施例】次に、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて説明する。
【0039】実施例1 まず、負極に使用される黒鉛粉末を作製した。
【0040】石炭系コークス100重量部に、結着剤で
あるコールタール系ピッチ30重量部を加え、約100
℃で混合した後、プレスにて圧縮成型し、炭素成型体前
駆体を得た。上記炭素成型体前駆体を1000℃以下で
熱処理して、炭素成型体を得た。
【0041】この炭素成型体に200℃以下で溶解させ
たバインダーピッチを含浸させた後、1000℃以下で
熱処理を行うピッチ含浸/焼成工程行程を数回繰り返し
た。その後、この炭素成型体を不活性ガス気流中におい
て2800℃で熱処理し、黒鉛化成型体を得た後、粉砕
分級し、黒鉛粉末を作製した。
【0042】上記黒鉛粉末は、X線構造解析により(0
02)面の面間隔が0.337nmであり、(002)
面のC軸の厚みが50.0nmであることが判明した。
ピクノメーター法により真密度が2.23g/cm3
あることが判明した。ブルアウアー・エメット・テーラ
ー法(BET法)により比表面積が1.6m2/gであ
ることが判明した。レーザー解析法により粒度分布の平
均粒径が33.0μmであり、累積10%粒径が13.
3μmであり、累積50%粒径が30.6μmであり、
累積90%粒径が55.7μmであることが判明した。
また、上記レーザー解析法により黒鉛粒子の破壊強度の
平均値が7.1kgf/mm2であることが判明した。
嵩密度は下記の方法で測定し、0.98g/cm3であ
ることが判明した。
【0043】<嵩密度測定方法>嵩密度はJISK−1
469に記載される方法で求めた。
【0044】あらかじめ質量を測定しておいた容量10
0cm3のメスシリンダーを斜めにし、これに粉末試料
100cm3をさじを用いて少しずつ投入する。そし
て、全体の質量を最小目盛り0.1gで測り、その質量
からメスシリンダーの質量を差し引くことで、試料粉末
の質量Mを測定する。
【0045】試料粉末が投入されたメスシリンダーにコ
ルク栓をし、その状態のメスシリンダーをゴム板に対し
て約5cmの高さから50回落下させる。これによりメ
スシリンダー内の試料粉末は圧縮されるので、その圧縮
された試料粉末の容積Vを読み取る。そして、下記の式
1により算出する。
【0046】
【数1】
【0047】上記黒鉛粉末を使用し、負極を作製した。
上記試料粉末を90重量部と、結着剤であるポリフッ化
ビニリデン(PVDF)を10重量部とを混合した後、
溶剤となるN−メチルピロリドンに分散させてスラリー
状にし、負極合剤スラリーとした。上記負極合剤スラリ
ーを、負極集電体である厚さ10μmの帯状の銅箔の両
面に均一に塗布し乾燥させた後、一定圧力で圧縮成型し
て帯状の負極を作製した。
【0048】次に、正極を作製した。炭酸リチウムを
0.5molと、炭酸コバルトを1molとを混合し、
この混合物を空気中、温度900℃で5時間燃焼した。
ここで燃焼して得られた燃焼物をX線構造回折で分析し
た結果、JCPDSファイルに登録されたLiCoO2
のピークと一致していたため、上記燃焼物はLiCoO
2であると同定された。上記LiCoO2を、レーザー回
折法により得られた50%粒径の値が15μmになるま
で粉砕し、LiCoO2粉末を得た。
【0049】このLiCoO2粉末を95重量部と、炭
酸リチウム粉末を5重量部とを混合し、そのうちの91
重量部と、導電剤である鱗片状黒鉛を6重量部と、結着
剤であるPVDFを3重量部とを混合した後、溶剤とな
るN−メチルピロリドンに分散させてスラリー状にし、
正極合剤スラリーとした。上記正極合剤スラリーを、正
極集電体である厚さ20μmの帯状のアルミ箔の両面に
均一に塗布し乾燥させた後、一定圧力で圧縮成型して帯
状の正極を作製した。
【0050】次に、上記負極、セパレーター、上記正
極、セパレーターの順に電極とセパレーターとを積層
し、これを多数巻回して巻回電極体とした。セパレータ
ーとしては、厚さ25μmの微多孔性ポリプロピレンフ
ィルムを使用した。
【0051】このようにして作製した巻回電極体を、ニ
ッケルメッキを施した電池缶に収納した。そして、巻回
電極体上下両面には絶縁体を配設し、アルミニウム製正
極リードを正極集電体から導出して電池蓋に溶接した。
また、ニッケル性負極リードを負極集電体から導出して
電池缶に溶接した。
【0052】次に上記電池缶中に非水電解液を注入し
た。上記非水電解液の成分は、エチレンカーボネート
(EC)とジメチルカーボネート(DMC)との等容積
混合溶媒に、LiPF6を1.0mol/lの割合で混
合したものの中に、ビニレンカーボネートを61ppm
の濃度で含んだものである。
【0053】次に、アスファルトで表面を塗布した絶縁
封口ガスケットを介して電池缶をかしめることにより、
電流遮断機構を有する安全装置及びPTC素子及び電池
蓋を固定し、電池内の気密性を保持させ、直径18m
m、高さ65mmの円筒型非水電解液二次電池を作製し
た。
【0054】作製した電池について、充電を行った。上
記充電の条件は、温度が23℃であり、低電流が0.5
Aであり、最大電圧が4.2Vであり、低電流低電圧で
あり、充電時間が7時間である。その後、電池特性を調
べた。まず、周波数1KHz、印可電圧10mVの条件
で交流インピーダンスを測定し、電池内部抵抗を調べ
た。次に、23℃において、定電流0.2Aで終止電圧
が2.75Vになるまで放電を行い、初期容量を調べ
た。更に、23℃において、定電流5Aで終止電圧が
2.75Vになるまで放電を行い、重負荷特性を調べ
た。
【0055】実施例2 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を98ppmとしたこと以外は、実施例1と同
様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、
電池特性を調べた。
【0056】実施例3 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を95ppmとしたこと以外は、実施例1と同
様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、
電池特性を調べた。
【0057】実施例4 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を72ppmとしたこと以外は、実施例1と同
様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、
電池特性を調べた。
【0058】実施例5 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を33ppmとしたこと以外は、実施例1と同
様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、
電池特性を調べた。
【0059】実施例6 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を8ppmとしたこと以外は、実施例1と同様
に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、電
池特性を調べた。
【0060】実施例7 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を2ppmとしたこと以外は、実施例1と同様
に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、電
池特性を調べた。
【0061】実施例8 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を1ppmとしたこと以外は、実施例1と同様
に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、電
池特性を調べた。
【0062】実施例9 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を20%としたこと以外は、実施例1と同様に
円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、電池
特性を調べた。
【0063】実施例10 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を1.2%としたこと以外は、実施例1と同様
に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した後、電
池特性を調べた。
【0064】実施例11 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を1223ppmとしたこと以外は、実施例1
と同様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した
後、電池特性を調べた。
【0065】実施例12 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を640ppmとしたこと以外は、実施例1と
同様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した
後、電池特性を調べた。
【0066】実施例13 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を250ppmとしたこと以外は、実施例1と
同様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した
後、電池特性を調べた。
【0067】実施例14 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を120ppmとしたこと以外は、実施例1と
同様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した
後、電池特性を調べた。
【0068】実施例15 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を100ppmとしたこと以外は、実施例1と
同様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した
後、電池特性を調べた。
【0069】実施例16 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を0.9ppmとしたこと以外は、実施例1と
同様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した
後、電池特性を調べた。
【0070】実施例17 電池内の非水電解液に含まれているビニレンカーボネー
トの濃度を0.7ppmとしたこと以外は、実施例1と
同様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、充電した
後、電池特性を調べた。
【0071】比較例1 電池内の非水電解液にビニレンカーボネートが含まれて
いない以外は、実施例1と同様に円筒型非水電解液二次
電池を作製し、充電した後、電池特性を調べた。
【0072】実施例18 負極を、黒鉛の代わりに難黒鉛化性炭素を使用して作製
した。負極1は以下に示す方法で作製された。
【0073】石油ピッチに酸素を含む官能基を10〜2
0%導入した(いわゆる酸素架橋を行った)。この後、
不活性ガス気流中において1000℃で焼成して、難黒
鉛化性炭素を得た。上記難黒鉛化性炭素を粉砕分級し、
難黒鉛化性炭素粉末とした。
【0074】上記難黒鉛化炭素粉末は、X線回折測定に
より(002)面の面間隔が3.76オングストローム
であることが判明し、ピクノメーター法により真比重が
1.58g/cm3であることが判明した。また、レー
ザー回折法により平均粒径が10μmであることが判明
した。
【0075】上記難黒鉛化性炭素粉末を上記黒鉛粉末の
代わりに使用し、電池内の非水電解液に含まれているビ
ニレンカーボネートの濃度を90ppmとした以外は、
実施例1と同様に円筒型非水電解液二次電池を作製し、
充電した後、電池特性を調べた。
【0076】比較例2 電池内の非水電解液にビニレンカーボネートが含まれて
いない以外は、実施例18と同様に円筒型非水電解液二
次電池を作製し、充電した後、電池特性を調べた。
【0077】上述した実施例1〜実施例18及び比較例
1〜比較例2の結果を表1に示す。
【0078】
【表1】
【0079】表1から、負極に黒鉛粉末を使用した場
合、適量のビニレンカーボネートが含まれている実施例
1〜実施例8は、ビニレンカーボネートが含まれていな
い比較例1よりも、電池の初期容量が高くなり、内部抵
抗が低くなると共に、重負荷特性が良好になったことが
わかる。
【0080】また、負極に難黒鉛化性炭素を使用した場
合にも、ビニレンカーボネートが含まれている実施例1
8は、含まれていない比較例2よりも内部抵抗が低くな
ると共に、重負荷特性が良好になったことが分かる。
【0081】これは、微量のビニレンカーボネート分解
生成物が非水電解液におけるイオンの伝導度を向上させ
たことにより、リチウムイオンのドープ及び脱ドープ反
応がスムーズに行われているためではないかと考えられ
る。
【0082】しかしながら、実施例9〜実施例15に示
されるように、ビニレンカーボネートが大量に含まれる
と電池の内部抵抗が高くなり、重負荷特性が劣化する。
特に、比較例にに示したように20%も含有させると、
電池の内部抵抗は大幅に高くなり、初期容量は大幅に低
くなってしまう。このことから、ビニレンカーボネート
を100ppm以上含有させると、却って逆効果になる
ことが分かる。
【0083】この理由としては、ビニレンカーボネート
の分解生成物が多量にできてしまったため、非水電解液
の粘度が上昇してしまい、リチウムイオンのドープ及び
脱ドープ反応がスムーズに行われなかったことが考えら
れる。
【0084】また、実施例16及び実施例17からも分
かるように、ビニレンカーボネートの含有量が1ppm
未満の時は、ビニレンカーボネートを含有させたことに
よる効果がほとんど見られなかった。
【0085】以上の実施例及び比較例から、非水電解液
中に含有させるビニレンカーボネートの量は、1ppm
以上100ppm未満、好ましくは2ppm以上98p
pm未満であることが判明した。
【0086】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明に係る非水電解質電池は、重負荷環境下でも使用可能
なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した非水電解質電池の一構成例を
示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 非水電解質電池、2 正極、3 負極、4 セパレ
ーター、5 電池缶、6 絶縁版、7 負極リード、8
正極リード、9 電流遮断用薄板 10 電池蓋、1
1 絶縁封口ガスケット、12 センターピン、13
安全弁装置、14 PTC素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小丸 篤雄 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1番地 1 ソニーエナジーテック内 (72)発明者 永峰 政幸 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下1番地 1 ソニーエナジーテック内 Fターム(参考) 5H029 AJ02 AK03 AL02 AL06 AL07 AL08 AL12 AL16 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ03 BJ04 BJ14 DJ09 HJ01 HJ10

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 リチウムイオンをドープ及び脱ドープ可
    能な物質が使用されている負極と、リチウムを含む物質
    が使用されている正極と、非水電解質とを備え、 非水電解質に化1で表されるビニレンカーボネートが含
    まれていることを特徴とする非水電解質電池。 【化1】
  2. 【請求項2】 上記非水電解質に含まれる上記ビニレン
    カーボネートの量が、1ppm以上100ppm未満の
    範囲であることを特徴とする請求項1記載の非水電解質
    電池。
  3. 【請求項3】 上記非水電解質が、環状エステル及び/
    又は鎖状エステルの少なくとも一種類を含む非水溶媒
    に、リチウム塩を溶解してなる非水電解液であることを
    特徴とする請求項1記載の非水電解質電池。
  4. 【請求項4】 上記リチウムイオンをドープ及び脱ドー
    プできる物質として、炭素材料が使用されていることを
    特徴とする請求項1記載の非水電解質電池。
  5. 【請求項5】 上記炭素材料が、黒鉛であることを特徴
    とする請求項4記載の非水電解質電池。
  6. 【請求項6】 上記炭素材料が、難黒鉛化性炭素である
    ことを特徴とする請求項4記載の非水電解質電池。
JP17600899A 1999-06-22 1999-06-22 非水電解質電池 Expired - Lifetime JP4206565B2 (ja)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17600899A JP4206565B2 (ja) 1999-06-22 1999-06-22 非水電解質電池
EP00112782A EP1063719B1 (en) 1999-06-22 2000-06-16 Nonaqueous electrolyte battery
CA002311882A CA2311882A1 (en) 1999-06-22 2000-06-16 Nonaqueous electrolyte battery
DE60029516T DE60029516T8 (de) 1999-06-22 2000-06-16 Batterie mit nicht-wässrigem Elektrolyten
US09/594,779 US6623892B1 (en) 1999-06-22 2000-06-16 Nonaqueous electrolyte battery
KR1020000034099A KR100321954B1 (ko) 1999-06-22 2000-06-21 비수 전해질 전지
TW089112216A TW452990B (en) 1999-06-22 2000-06-21 Nonaqueous electrolyte battery
CNB001188690A CN1135645C (zh) 1999-06-22 2000-06-22 非水电解质电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17600899A JP4206565B2 (ja) 1999-06-22 1999-06-22 非水電解質電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001006730A true JP2001006730A (ja) 2001-01-12
JP4206565B2 JP4206565B2 (ja) 2009-01-14

Family

ID=16006115

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP17600899A Expired - Lifetime JP4206565B2 (ja) 1999-06-22 1999-06-22 非水電解質電池

Country Status (8)

Country Link
US (1) US6623892B1 (ja)
EP (1) EP1063719B1 (ja)
JP (1) JP4206565B2 (ja)
KR (1) KR100321954B1 (ja)
CN (1) CN1135645C (ja)
CA (1) CA2311882A1 (ja)
DE (1) DE60029516T8 (ja)
TW (1) TW452990B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014132563A (ja) * 2012-12-04 2014-07-17 Gs Yuasa Corp 蓄電素子及び蓄電装置
JP7506179B2 (ja) 2020-10-29 2024-06-25 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 環状カーボネートを含有する電解質を含むリチウム-硫黄二次電池

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1089371B1 (en) * 1999-09-30 2017-11-08 Sony Corporation Gel electrolyte and gel electrolyte cell
JP4762411B2 (ja) * 2000-06-26 2011-08-31 パナソニック株式会社 二次電池用非水電解液およびこれを用いた非水電解液二次電池
US7476469B2 (en) * 2001-01-18 2009-01-13 Santo Electric Co., Ltd. Lithium secondary battery
TWI270228B (en) * 2003-02-28 2007-01-01 Sanyo Electric Co Heat resistant lithium battery
US7118830B1 (en) * 2004-03-23 2006-10-10 Hammond Group, Inc. Battery paste additive and method for producing battery plates
US8021784B2 (en) * 2004-03-23 2011-09-20 Hammond Group, Inc. Cureless battery paste and method for producing battery plates
CA2770360C (en) * 2009-08-27 2018-03-06 Eveready Battery Company, Inc. Lithium-iron disulfide cathode formulation having high pyrite content and low conductive additives
EP2717377B1 (en) * 2011-06-03 2020-08-05 Positec Power Tools (Suzhou) Co., Ltd Battery
JP2019139973A (ja) * 2018-02-09 2019-08-22 住友化学株式会社 非水電解液二次電池
CN110931868B (zh) * 2019-11-27 2022-04-15 惠州锂威新能源科技有限公司 一种非水电解液及含有该电解液的锂离子电池

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2204899B1 (ja) * 1972-10-30 1975-03-28 Accumulateurs Fixes
JP3199426B2 (ja) * 1991-12-27 2001-08-20 松下電器産業株式会社 非水電解液二次電池
US5601949A (en) * 1992-11-19 1997-02-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Ion conductive material for secondary battery
JP3293299B2 (ja) * 1994-01-28 2002-06-17 住友化学工業株式会社 非水電解液リチウム二次電池
FR2719161B1 (fr) * 1994-04-22 1996-08-02 Accumulateurs Fixes Générateur électrochimique rechargeable au lithium à anode de carbone.
JP3632389B2 (ja) * 1997-08-22 2005-03-23 宇部興産株式会社 リチウム二次電池
US6159637A (en) * 1998-02-16 2000-12-12 Mitsubishi Chemical Corporation Lithium secondary cell and positive electrode material therefor
JP4463333B2 (ja) * 1998-03-11 2010-05-19 三井化学株式会社 非水電解液及び非水電解液二次電池
EP1037293B1 (en) * 1999-03-16 2007-05-16 Sumitomo Chemical Company, Limited Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
US6268080B1 (en) * 1999-07-28 2001-07-31 Mitsubishi Chemical Corporation Process for conditioning an electrochemical cell

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014132563A (ja) * 2012-12-04 2014-07-17 Gs Yuasa Corp 蓄電素子及び蓄電装置
JP7506179B2 (ja) 2020-10-29 2024-06-25 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 環状カーボネートを含有する電解質を含むリチウム-硫黄二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
JP4206565B2 (ja) 2009-01-14
EP1063719B1 (en) 2006-07-26
DE60029516T8 (de) 2007-06-06
US6623892B1 (en) 2003-09-23
CN1135645C (zh) 2004-01-21
EP1063719A1 (en) 2000-12-27
KR20010007466A (ko) 2001-01-26
DE60029516T2 (de) 2007-02-15
DE60029516D1 (de) 2006-09-07
CN1278664A (zh) 2001-01-03
KR100321954B1 (ko) 2002-02-04
CA2311882A1 (en) 2000-12-22
TW452990B (en) 2001-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1148570A2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP3436033B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP4206565B2 (ja) 非水電解質電池
JP4244478B2 (ja) 負極材料及びそれを用いた非水電解質電池
JP2001338684A (ja) 非水電解質電池
JP4411735B2 (ja) リチウムイオン二次電池
JPH08335465A (ja) 非水電解液電池
JP4150087B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP4560854B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP4166295B2 (ja) 非水電解液電池
JP2001185140A (ja) 負極材料の製造方法及び負極の製造方法並びに非水電解質電池の製造方法
JP2001085009A (ja) 正極活物質及びその製造方法
JP4145391B2 (ja) 非水電解液及び非水電解液二次電池
JP4192375B2 (ja) 負極材料及びそれを用いた非水電解質電池
JP4085481B2 (ja) 電池
JP2002117903A (ja) 非水電解質電池
JP4080110B2 (ja) 非水電解質電池
JPH11273728A (ja) 非水電解質電池
JP3791514B2 (ja) 非水電解質電池
JP3787943B2 (ja) 非水電解液二次電池
JPH08180878A (ja) リチウム二次電池
JP2000077095A (ja) 非水電解液電池
JPH07296848A (ja) 非水電解液二次電池
JP2001236990A (ja) 非水電解液電池
JP2000285962A (ja) 非水電解液二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060126

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20070201

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20070221

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20080411

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080416

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20080509

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20080527

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080616

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080722

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20080924

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20081007

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4206565

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111031

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121031

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131031

Year of fee payment: 5

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R360 Written notification for declining of transfer of rights

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term