JPH0888023A - 非水電解液および非水電解液電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自己消火作用を有し、リチウム金属との反応
性が低く、かつ耐電圧が高い非水電解液を提供する。高
電圧を発生させることができ、充放電性能等の電池性能
の優れた非水電解液電池を提供する。 【構成】 電池、特に負極活物質としてリチウムイオン
のドープ・アンドープが可能な炭素材料を用い、正極活
物質としてリチウムと遷移金属の複合酸化物を用いた電
池に好適な非水電解液であり、この電解液は電解質とし
てリチウム塩、好適にはＬｉＰＦ₆を含み、溶媒とし
て、一般式［Ｉ］のリン酸エステル化合物を含有するも
のを用いる。 【化１】 式中Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は同一あるいは異なっていてもよ
く、それぞれアルキル基又はハロゲン原子置換アルキル
基を表わし、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³の少なくとも一つはハロゲ
ン原子置換アルキル基である。溶媒として上記リン酸エ
ステルの他に炭酸エステル等の鎖状エステル及び／又は
環状エステルを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は新規な非水電解液及びそ
れを用いた非水電解液電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】非水電解液を用いた電池は、高電圧、高
エネルギー密度を有し、かつ貯蔵性などの信頼性に優れ
ているため、広く民生用電子機器の電源に用いられてい
る。非水電解液としては、一般に高誘電率の溶媒である
炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、スルホラン等
に、低粘度溶媒であるジメトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、また１，３−ジオキソラン等を混合した溶媒に
ＬｉＢＦ₄、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、Ｌ
ｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＡｌＣ
ｌ₄、ＬｉＳｉＦ₆等の電解質を混合したものが用いられ
ている。

【０００３】しかし、このような非水電解液の溶媒は耐
電圧の低いものが多く、耐電圧の低い溶媒を用いた電解
液を二次電池に使用した場合、充放電を繰返すと溶媒が
電気分解され、そのため生成したガスにより電池の内圧
が上昇したり、生成物が重合反応を起こし電極に付着す
る等の事態が生じてしまう。このため、電池の充放電効
率が低下し、電池エネルギー密度の低下により、電池の
寿命が短くなる等の問題があった。電解液の耐久性を向
上させる試みとしては、従来用いられていたγ−ブチロ
ラクトン、エチルアセテート等のエステル類や、１，３
−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタ
ン等のエーテル類などの耐電圧の低い溶媒の代りに耐電
圧の高い炭酸ジエチル等の炭酸エステルを使用し、充放
電の反復後の電池エネルギー密度の低下を抑制すること
が提案されている（例えば特開平２−１０６６６号公
報）。

【０００４】一方、リチウム二次電池の負極には金属リ
チウム、またはリチウム合金が用いられているが、充放
電を繰返すと電解液中のリチウムイオンが負極上に偏っ
て析出し、デンドライトと呼ばれる針状の反応性の高い
金属が生成される場合があった。デンドライトが電極か
ら脱落すると、自己消耗し電池のサイクル寿命が短くな
ってしまう、正極と負極を隔てるセパレータをデンドラ
イトが貫通しショートする可能性がある等の問題点も考
えられている。

【０００５】

【発明が解決すべき課題】ところで、エネルギー密度の
高い電池が望まれていることから、高電圧電池について
各方面から研究が進められている。例えば、電池の正極
にＬｉＣｏＯ₂やＬｉＮｉＯ₂、Ｌｉ₂Ｍｎ₂Ｏ₄などのリ
チウムと遷移金属の複合酸化物を使用し、負極に炭素材
料を使用した、ロッキングチェア型とよばれる二次電池
が研究されてきた。この場合、電池電圧は４Ｖを発生す
ることができ、しかも金属リチウムの析出がないため、
過充電、外部ショート、針刺し、押しつぶし等の実験に
よっても安全性が確認され、民生用として出回るように
なっている。しかしながら、今後の大幅な高エネルギー
密度化、また大型化がなされた場合には、一層の難燃化
などの安全性向上が求められている。現在使用されてい
る電解液溶媒は、必ずしも満足のいく高い引火点を有す
るものでなく、自己消火性もない。

【０００６】このため、自己消火性のある化合物として
知られているリン酸エステル類を電解液に添加すること
が提案されている（特開平４−１８４８７０号公報）。
しかしながら、この種の化合物を１５重量％以上添加し
た電解液は、難燃性はクリアーされるが、逆に電池充放
電効率、電池のエネルギー密度、電池寿命の点で問題が
あった。更にリン酸トリメチルやリン酸トリエチルなど
のリン酸エステル類は金属リチウムとの反応性があるた
め、負極に金属リチウム、リチウム合金を用いたリチウ
ム二次電池には適していない。また前述のロッキングチ
ェア型のリチウムイオン二次電池であっても、誤使用に
よって極度の過充電を行うなど苛酷な試験条件下では、
金属リチウムが析出する可能性がある。

【０００７】本発明は上記の問題点に鑑みてなされたも
ので、充放電効率の低下や充放電繰返後の電池エネルギ
ー密度の低下を生じることがなく、自己消火性を有し、
引火点が高く、しかも金属リチウムとの反応性の低い非
水電解液を提供することを目的とする。更に本発明は、
耐電圧及び電気伝導性に優れ、負荷特性、低温特性に優
れた非水電解液を提供することを目的とする。更に本発
明は、高電圧を発生でき、電池性能が優れ、長寿命の非
水電解液電池を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高電圧を
発生でき、電池特性に優れた非水電池用電解液を作るた
め、高い自己消火性作用を持つリン酸エステル化合物に
ついて鋭意研究を行った。その結果、リン酸エステルの
置換基の少なくとも一つをフッ素原子などのハロゲン原
子で置換するとリチウム金属との反応性を低下させるこ
とができることを見出し、このリン酸エステルを添加す
ることによって自己消火性を維持し電池性能にも優れた
非水電池用電解液が得られることを見出した。

【０００９】すなわち、本発明の非水電解液は、一般式
［１］で示されるリン酸エステル化合物を含有するもの
である。

【００１０】

【化３】

【００１１】（Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は同一あるいは異なって
いてもよく、それぞれアルキル基またはハロゲン原子置
換アルキル基を表し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³の少なくとも１つ
はハロゲン原子置換アルキル基を表す。） また本発明の非水電解液電池は、上記リン酸エステル化
合物を含有する電解液を使用するものである。

【００１２】一般式［１］のリン酸エステル化合物は自
己消火性を有し、電解液に添加することにより電解液に
自己消火性を付与するとともに、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³のうち
少なくとも１つがハロゲン原子で置換されることによ
り、本発明の非水電解液のリチウム金属との反応性を減
少させることができる。Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³の少なくとも１
つがハロゲン原子置換アルキル基であれば、残りはアル
キル基でもハロゲン原子置換アルキル基であってもよ
い。

【００１３】ここで、リン酸エステルの自己消火作用
は、リン酸エステル中のリン含量が高いほど、すなわち
置換基のＲ¹、Ｒ²、Ｒ³の分子量が小さいほど大きく、
また添加量が多いほど大きい。しかし、分子量の大きい
リン酸エステルの添加量を増やすことは、その添加によ
って電解液の粘度増加が大きくなり電導度が低下するた
め好ましくない。従って、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³の炭素数はな
るべく小さいことが望ましく、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³がアルキ
ル基の場合、好適には１〜４個、ハロゲン原子置換アル
キル基の場合に好適には２〜４個である。

【００１４】アルキル基としては、メチル基、エチル
基、ノルマルプロピル基、イソプロピル基、ノルマルブ
チル基、sec−ブチル基、ｔ−ブチル基、イソブチル基
などが挙げられる。またハロゲン原子置換アルキル基と
しては、フッ素原子置換アルキル基、塩素原子原子置換
アルキル基、臭素原子置換アルキル基が挙げられ、また
１つの置換基にフッ素、塩素、または臭素が混在してい
るものでもよい。フッ素原子置換アルキル基の場合を例
に挙げると、トリフルオロエチル基、ジフルオロエチル
基、モノフルオロエチル基、ペンタフルオロプロピル
基、２，２，３，３−テトラフルオロプロピル基、１，
１，１−トリフルオロイソプロピル基、１，３−ジフル
オロ−２−プロピル基、ヘキサフルオロイソプロピル
基、２，２，３，３，４，４，４−ヘプタフルオロブチ
ル基、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチル
基、ヘキサフルオロ−２−メチルイソプロピル基、３，
３，４，４，４−ペンタフルオロ−２−ブチル基、４，
４，４−トリフルオロブチル基、パーフルオロ−ｔ−ブ
チル基などが挙げられる。その他、上記と同様の構造で
フッ素の代りに塩素、臭素で置換したものも例示され
る。

【００１５】本発明のリン酸エステル化合物としては、
リン酸トリ（トリフルオロエチル）、リン酸メチル（ジ
トリフルオロエチル）、リン酸ジメチル（トリフルオロ
エチル）、リン酸エチル（ジトリフルオロエチル）、リ
ン酸ジエチル（トリフルオロエチル）、リン酸プロピル
（ジトリフルオロエチル）、リン酸ジプロピル（トリフ
ルオロエチル）、リン酸トリ（ペンタフルオロプロピ
ル）、リン酸メチル（ジペンタフルオロプロピル）、リ
ン酸ジメチル（ペンタフルオロプロピル）、リン酸エチ
ル（ジペンタフルオロプロピル）、リン酸ジエチル（ペ
ンタフルオロプロピル）、リン酸ブチル（ジペンタフル
オロプロピル）、リン酸ジブチル（ペンタフルオロプロ
ピル）、そのほか前述のハロゲン原子置換アルキル基と
アルキル基とを有するものが挙げられる。

【００１６】式［１］のハロゲン原子置換リン酸エステ
ル化合物は前述のように溶媒を燃えにくくする作用があ
り、しかもリン酸トリメチルなど通常のリン酸エステル
化合物に比べリチウム金属との反応性も大きく押えられ
ているが、それ単独で溶媒として用いた場合には、電解
液の伝導度を低下し電池のエネルギー密度を低下する性
質を持つ。従って、本発明の非水電解液を実用的な二次
電池用電解液として使用するためには、溶媒として上記
ハロゲン原子置換リン酸エステル化合物と他の溶媒との
混合溶媒を用いる。この場合、ハロゲン原子置換リン酸
エステル化合物の添加量は、好適には溶媒全体に対し１
〜２０体積％、より望ましくは５〜１５体積％添加され
ていればよい。このような範囲とすることにより、電導
度の低下や電池のエネルギー密度の低下等、電池性能に
影響を及ぼすことなく、しかも十分な自己消火作用を得
ることができる。

【００１７】上記ハロゲン原子置換リン酸エステル化合
物が添加される溶媒としては、従来より用いられてい
る、ジメトキシエタンなどの鎖状エーテル類、テトラヒ
ドロフランなどの環状エーテル類、ジメチルホルムアミ
ドなどのアミド類、メチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカーバメ
ートなどのカーバメート類、更に炭酸ジエチル等の鎖状
エステル類、炭酸プロピレン等の環状エステル類を１種
または２種以上混合して用いることができる。特に高電
圧電池として用いる場合には、上記ハロゲン原子置換リ
ン酸エステルは、鎖状エステル及び／または環状エステ
ルとの混合溶媒とすることによって電解液の電導度を高
めることができ、電池性能を良好にすることができる。

【００１８】ここで用いられる鎖状エステルは、一般式
［２］で表される１種またはこれらの混合物である。

【００１９】

【化４】

【００２０】（式中、Ｒ⁴はメチル基、エチル基、プロ
ピル基、メトキシ基あるいはエトキシ基を表し、Ｒ⁵は
炭素数１から３個の鎖状あるいは分枝状アルキル基を表
す。） 一般式［２］で表される鎖状エステルをハロゲン原子置
換リン酸エステルに混合して用いることによって、電解
液の粘度を下げることができ、常温から低温での電気伝
導性に優れた電解液が得られる。このような鎖状エステ
ルとしては、例えば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、メチルプロピ
ルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、メ
チルブチルカーボネート、エチルブチルカーボネート、
蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、酪酸メチル、
酪酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、
プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチルなどを例示す
ることができる。特に電池の正極として、４Ｖを発生で
きるＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＭｎＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄、ＬｉＮ
ｉＯ₂等を用いた電池の電解液の場合には、耐酸化安定
性から、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネー
ト、メチルエチルカーボネートが好ましい。

【００２１】鎖状エステルの電解液溶媒中の濃度は通常
２０〜９０体積％の範囲で用いることができ、好ましく
は４０〜８０体積％の範囲で用いることができる。また
環状エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチ
レンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカ
ーボネート、γ−ブチロラクトンまたはスルホランから
選ばれる１種またはこれらの混合物が用いられ、好まし
くはプロピレンカーボネートとエチレンカーボネートが
選ばれる。これら環状エステルは電解液溶媒中の濃度が
通常１０〜７０体積％の範囲で用いることができ、好ま
しくは２０〜６０体積％の範囲で用いることができる。
環状エステルをハロゲン置換リン酸エステルに混合して
用いることによって電解質の解離性を高めることができ
電導度を高めることができる。

【００２２】また上述の鎖状エステルと環状エステルを
ともにハロゲン原子置換リン酸エステルに混合して使用
すると、粘度低下の効果と電解質の解離の効果が相乗さ
れるため更に好ましい。尚、電池の正極として、３Ｖ程
度の電圧を発生できるＶ₂Ｏ₅、ポリアニリン等を用いた
電池の場合は、これら鎖状エステル及び環状エステルの
代りにあるいは併用して、それより耐電圧の低いジメト
キシエタンなどの鎖状エーテル類、テトラヒドロフラン
などの環状エーテル類、ジメチルホルムアミドなどのア
ミド類、メチル−Ｎ，Ｎ−ジメチルカーバメートなどの
カーバメート類、Ｎ−メチルオキサゾリドン、Ｎ−メチ
ルピロリドンなどのカーバメートやアミド類も使用でき
る。

【００２３】本発明の電解液に用いる電解質としては、
ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＣｌＯ ₄、ＬｉＡｓＦ₆、Ｌ
ｉＣＦ₃ＳＯ₃、ＬｉＮ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂、ＬｉＡｌＣ
ｌ₄、ＬｉＳｉＦ₆などのリチウム塩を使用することがで
きるが、特にＬｉＰＦ₆が好ましい。電解質としてＬｉ
ＰＦ₆を用いた場合、本発明のリン酸エステル化合物の
含有量を低くしても高い自己消火性を保持できる。従っ
て、電池の充放電効率やエネルギー密度の低下を防ぐこ
とができる。

【００２４】電解液中の電解質濃度は通常、０．１〜３
モル／リットルの濃度範囲で使用することができ、好ま
しくは０．５〜２モル／リットルの濃度範囲で用いるこ
とができる。本発明の非水電解液電池は、上記組成の電
解液を使用するものであり、少なくとも正極、負極、セ
パレータから成る電池である。

【００２５】負極材料としては金属リチウム、リチウム
合金、リチウムイオンをドープ・脱ドープが可能な炭素
材料を用いることができ、特にリチウムイオンをドープ
・脱ドープが可能な炭素材料を用いることが好ましい。
このような炭素材料としてはグラファイトでも非晶質炭
素でもよく、活性炭、炭素繊維、カーボンブラック、メ
ソカーボンマイクロビーズなどあらゆる炭素材料を用い
ることができる。

【００２６】正極材料としては、ＭｏＳ₂、ＴｉＳ₂、Ｍ
ｎＯ₂、Ｖ₂Ｏ₅等の遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、
ポリアニリン、ポリピロールなどの導電性高分子、ジス
ルフィド化合物のように可逆的に電解重合、解重合する
化合物あるいはＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＭｎＯ₂、ＬｉＭｎ₂
Ｏ₄、ＬｉＮｉＯ₂などのリチウムと遷移金属からなる複
合酸化物を用いることができ、好ましくはリチウムと遷
移金属からなる複合酸化物が用いられる。

【００２７】本発明の非水電解液電池は電解液として以
上説明した非水電解液を含むことにより、高電圧を発生
でき、電池充放電効率が高く、充放電の繰返し後でも電
池のエネルギー密度の低下のない、実用性に優れた非水
二次電池とすることができる。尚、本発明の非水電解液
電池の形状、形態等は特に限定されるものではなく、円
筒型、角型、コイン型、カード型、大型など本発明の範
囲内で任意に選択することができる。

【００２８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。 １．リン酸エステル化合物の金属リチウムとの反応性の
評価 露点−６０℃のアルゴン雰囲気で、長さ２ｃｍ、幅０．
５ｃｍ、厚さ０．５ｍｍの金属リチウム箔と脱水・蒸留
精製したリン酸エステル化合物１０ｍｌをガラス容器中
に混合し、リチウム箔を金属の清浄面が現れるようにリ
ン酸エステル中でリチウム表面を削った。このガラス容
器を種々の温度に加熱し金属リチウムとリン酸エステル
化合物の反応を観察した。リン酸エステル化合物として
は、フッ素原子置換リン酸エステル化合物であるリン酸
トリ（トリフルオロエチル）（以下、ＴＦＥＰＡと略記
する）及びリン酸トリス（２−クロロエチル）（以下、
ＴＣＥＰＡと略記する）、比較例としてリン酸トリメチ
ル及びリン酸トリエチル（以下、ＴＥＰＡと略記する）
を用いた。

【００２９】その結果、リン酸トリエチルでは１６５℃
で激しく発泡して反応し、その反応熱でリチウムが融解
し、またリン酸トリメチルでも１８０℃で発泡して反応
したのに対し、ＴＦＥＰＡは１８０℃において金属リチ
ウムの融解が見られたが、融解しても表面に灰色の被膜
が生成したのみで、反応は継続しなかった。 ２．電解液の自己消火性評価 電解液溶媒としてプロピレンカーボネート（以下、ＰＣ
と略記する）、メチルエチルカーボネート（以下、ＭＥ
Ｃと略記する）及びリン酸エステル（ＴＦＥＰＡ、ＴＣ
ＥＰＡ）の三者を所定割合で混合した溶媒を用い、電解
質として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）を１．
０モル／リットル溶解させた電解液を用意した。また比
較例として溶媒にＰＣおよびＭＥＣの混合溶媒を用いて
電解質として同じ電解質を同量用いた電解液を用意し
た。

【００３０】幅１．５ｃｍ、長さ３０ｃｍ、厚さ０．０
４ｍｍの短冊状のセパレータ用マニラ紙を、電解液試料
の入ったビーカーに１分以上浸した。マニラ紙から滴り
落ちる過剰の試料をビーカー壁で拭った後、マニラ紙を
２．５ｃｍ間隔で支持針を有するサンプル台の支持針に
刺して水平に固定した。マニラ紙とサンプル台を２５ｃ
ｍ×２５ｃｍ×５０ｃｍの金属製の箱に入れ、一端にラ
イターで着火し、燃えた長さ（燃焼長）および最初の針
から最後の針までの３０ｃｍの間にマニラ紙が燃えるの
に要した時間を各３回測定した。燃焼長と、燃焼に要し
た時間から算出した燃焼速度とを表１に示した。

【００３１】

【表１】

【００３２】尚、表中燃焼速度「０」は燃焼しなかった
ことを示す。また電解液溶媒としてＰＣ、ＭＥＣ及びＴ
ＦＥＰＡをそれぞれ４０／５０／１０（体積比）で含む
混合溶媒を用い、電解質濃度を１．０モル／リットルと
し、電解質を種々に変えた場合について上述と同様にセ
パレータ紙（マニラ紙）の燃えた長さを測定した。その
結果を表２に示した。

【００３３】

【表２】

【００３４】表２からも明らかなように、電解質として
ＬｉＰＦ₆を用いた場合に特に優れた自己消火性を示し
た。 ３．電解液の耐電圧及び電気伝導度の測定 ＰＣ、ＭＥＣ及びＴＦＥＰＡの混合組成を表３に示すよ
うに変えた混合溶媒を用いて、電解質としてＬｉＰＦ₆
３．８ｇ（２５ｍモル）を各混合溶媒に溶かし、２５ｍ
ｌの電解液（電解質濃度１．０モル／リットル）を調整
した。これら電解液の電気伝導度及び耐電圧を測定し
た。電気伝導度はインピーダンスメータを用い、１０ｋ
Ｈｚで測定した。また電解液の耐電圧の測定は、作用極
にグラッシーカーボン、対極に白金、参照極にリチウム
金属を使用した三極式耐電圧測定セルに上記電解液を入
れ、ポテンシオガルバノスタットで１０ｍＶ／ｓｃｃで
電位走引し、リチウム金属の電位を基準として酸化分解
電流が０．１ｍＡ以上流れなかった範囲を耐電圧とし
た。結果を表３に示した。

【００３５】

【表３】

【００３６】表３からも明らかなように、本発明の電解
液は高い耐電圧と実用レベルの電気伝導性を示した。 ４．電池の充放電効率及びサイクル特性の評価 図１に示すような電池寸法が外径２０ｍｍ、高さ２．５
ｍｍのコイン形非水電解液電池を作成した。負極１には
リチウム金属を、正極２にはＬｉＣｏＯ₂８５重量部に
導電剤としてグラファイト１２重量部、結合剤としてフ
ッ素樹脂３重量部を加えた混合物を加圧成形したものを
用いた。これら負極１、正極２を構成する物質は、ポリ
プロピレンから成る多孔質セパレータ３を介してそれぞ
れ負極缶４及び正極缶５に圧着されている。このような
電池の電解液として、ＰＣ、ＭＥＣ及びＴＦＥＰＡを体
積比で４５：４５：１０の割合で混合した溶媒に六フッ
化リン酸リチウムを１．０モル／ｌの割合で溶解させた
ものを用い、封口ガスケット６により封入した。

【００３７】このように作成した電池（実施例１）につ
いて、１．０ｍＡの電流で上限電圧を４．２Ｖとして１
０時間充電し、続いて１．０ｍＡの電流で３．０Ｖとな
るまで放電した時の充放電効率を測定した。また、この
ような充放電を所定サイクル繰返し、充放電効率の変化
を観察した。図２はその結果を示すもので、充放電効率
をサイクル数に対してプロットしたものである。

【００３８】また実施例２として、電解液溶媒にＰＣ、
ＭＥＣ及びＴＣＥＰＡを体積比で４５：４５：１０の混
合溶媒を用い、比較例として電解液溶媒にＰＣ、ＭＥＣ
及びＴＥＰＡの混合溶媒（体積比で４５：４５：１０）
を用い、その他は上述と同様に作成したコイン形電池に
ついて、同様の充放電効率を測定した。図２からも明ら
かなように、本実施例の電解液溶媒を用いた電池は、優
れたサイクル特性を示した。

【００３９】

【発明の効果】以上の実施例からも明らかなように、本
発明によれば電解液溶媒として特定のハロゲン置換リン
酸エステル化合物を含む有機溶媒を用いることにより、
リチウム金属との反応性が低く自己消火作用を示し、実
用レベルの電導度を持つ非水電解液を提供することがで
きる。特に電解液溶媒として特定のハロゲン置換リン酸
エステル化合物と特定のエステル化合物との混合溶媒と
することにより、低粘度で低温特性の優れた電解液を得
ることができる。また本発明によれば、このような非水
電解液を電解液として用いることにより、高電圧を発生
することができ、充放電性能等の電池性能が優れた非水
二次電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の非水電解液電池の１実施例を示す概
略断面図。

【図２】 本発明の非水電解液を用いた電池の充放電サ
イクル特性を示す図。

【符号の説明】

１・・・・・・負極 ２・・・・・・正極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤田 茂 東京都品川区北品川六丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 成瀬 義明 東京都品川区北品川六丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 小丸 篤雄 東京都渋谷区渋谷２丁目22番３号 株式会 社ソニー・エナジーテック内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電解質としてリチウム塩を含む非水電解
   液であって、電解質溶媒は、一般式［１］で表されるリ
   ン酸エステル化合物を含有することを特徴とする非水電
   解液。 【化１】 （Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³は同一あるいは異なっていてもよく、
   それぞれアルキル基またはハロゲン原子置換アルキル基
   を表し、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³の少なくとも１つはハロゲン原
   子置換アルキル基を表す。）
2. 【請求項２】 請求項１記載の一般式［１］において、
   ハロゲン原子置換アルキル基はフッ素原子置換アルキル
   基であることを特徴とする請求項１記載の非水電解液。
3. 【請求項３】 請求項１記載の一般式［１］において、
   ハロゲン原子置換アルキル基は炭素数が２個ないし４個
   であることを特徴とする請求項１又は２記載の非水電解
   液。
4. 【請求項４】 前記電解質溶媒として、一般式［２］で
   表される鎖状エステル化合物及び／又は環状エステル化
   合物を含有することを特徴とする請求項１ないし３のい
   ずれか１項記載の非水電解液。 【化２】 （式中、Ｒ⁴はメチル基、エチル基、プロピル基、メト
   キシ基あるいはエトキシ基を表し、Ｒ⁵は炭素数１から
   ３個の鎖状あるいは分枝状アルキル基を表す。）
5. 【請求項５】 前記リン酸エステル化合物の含有量が電
   解液溶媒全体の１〜２０体積％であることを特徴とする
   請求項１ないし４のいずれか１項記載の非水電解液。
6. 【請求項６】 前記電解質としてＬｉＰＦ₆を含むこと
   を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項記載の非
   水電解液。
7. 【請求項７】 電解質の含有量が、０．１〜３．０モル
   ／リットルの範囲であることを特徴とする請求項１ない
   し６のいずれか１項記載の非水電解液。
8. 【請求項８】 電解液として請求項１ないし７のいずれ
   か１項記載の非水電解液を含む非水電解液電池。
9. 【請求項９】 負極活物質として金属リチウム、リチウ
   ム合金及びリチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な
   炭素材料から選ばれる材料を含む負極と、正極活物質と
   してリチウムと遷移金属の複合酸化物を含む正極とを有
   することを特徴とする請求項８記載の非水電解液電池。