JPH11354155A - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery

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Publication number
JPH11354155A
JPH11354155A JP10178043A JP17804398A JPH11354155A JP H11354155 A JPH11354155 A JP H11354155A JP 10178043 A JP10178043 A JP 10178043A JP 17804398 A JP17804398 A JP 17804398A JP H11354155 A JPH11354155 A JP H11354155A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current collector
thin film
battery
positive electrode
negative electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP10178043A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Tsukamoto
寿 塚本
Hiroshi Nakahara
浩 中原
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.)
Japan Storage Battery Co Ltd
Original Assignee
Japan Storage Battery Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Japan Storage Battery Co Ltd filed Critical Japan Storage Battery Co Ltd
Priority to JP10178043A priority Critical patent/JPH11354155A/en
Publication of JPH11354155A publication Critical patent/JPH11354155A/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
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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
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    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

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  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】LiPF6等のフッ素を含む塩を溶解した電解
液を用いた電池では、高温下で使用または放置した時に
塩が熱分解して生成するフッ化水素(HF)が、電極の
集電体金属の表面を酸化して集電性を低下させ、電池特
性が低下するという問題があった。 【解決手段】電解液がリチウムイミド塩を含むか、フッ
素を含む塩とリチウムイミド塩を含むことによって、フ
ッ化水素の発生を抑制する。
(57) [Problem] In a battery using an electrolytic solution in which a salt containing fluorine such as LiPF6 is dissolved, hydrogen fluoride (HF) generated by thermal decomposition of the salt when used or left at high temperatures is used. In addition, there has been a problem that the surface of the current collector metal of the electrode is oxidized to lower the current collecting property, and the battery characteristics are deteriorated. An electrolytic solution contains a lithium imide salt or a salt containing fluorine and a lithium imide salt to suppress generation of hydrogen fluoride.

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、非水電解質二次電
池に属する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯用無線電話、携帯用パソコ
ン、携帯用ビデオカメラ等の電子機器が開発され、各種
電子機器が携帯可能な程度に小型化されている。それに
伴って、内蔵される電池としても、高エネルギー密度を
有し、且つ軽量なものが採用されている。そのような要
求を満たす典型的な電池は、特にリチウム金属やリチウ
ム合金等の活物質、リチウムイオンをホスト物質(ここ
でホスト物質とは、リチウムイオンを吸蔵及び放出でき
る物質をいう。)である炭素に吸蔵させた層間化合物等
のリチウム系を負極材料とし、LiClO4、LiPF
6等のリチウム塩を溶解した非プロトン性の有機溶媒を
電解液とするリチウム系二次電池である。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices such as a portable radio telephone, a portable personal computer, and a portable video camera have been developed, and various electronic devices have been reduced in size to be portable. Along with this, a battery having a high energy density and a light weight is also adopted as a built-in battery. A typical battery that satisfies such requirements is an active material such as lithium metal or lithium alloy, and a lithium ion as a host material (here, the host material refers to a material that can occlude and release lithium ions). LiClO4, LiPF
This is a lithium secondary battery using an aprotic organic solvent in which a lithium salt such as No. 6 is dissolved as an electrolyte.

【0003】リチウム系二次電池は、上記の負極材料を
その支持体である負極集電体に保持してなる負極板、リ
チウムニッケル複合酸化物のようにリチウムイオンと可
逆的に電気化学反応をする正極活物質をその支持体であ
る正極集電体に保持してなる正極板、電解液を保持する
とともに負極板と正極板との間に介在して両極の短絡を
防止するセパレータからなっている。そして、短冊形状
又は円筒形状の電池の場合、上記正極板、セパレータ及
び負極板は、いずれも薄いシートないし箔状に成形され
たものを順に積層し、又は積層した後に螺旋状に巻いて
電池容器に収納される。従来、極板の集電体としては、
それ自体の導電性が必要であることから、銅、アルミニ
ウムなどの金属の箔が用いられていた。
A lithium secondary battery has a negative electrode plate in which the above-mentioned negative electrode material is held on a negative electrode current collector as a support, and a reversible electrochemical reaction with lithium ions, such as a lithium nickel composite oxide. A positive electrode plate holding the positive electrode active material to be supported on a positive electrode current collector as a support, and a separator that holds an electrolyte and intervenes between the negative electrode plate and the positive electrode plate to prevent a short circuit between the two electrodes. I have. In the case of a strip-shaped or cylindrical battery, the positive electrode plate, the separator and the negative electrode plate are each formed by sequentially laminating thin sheets or foils, or spirally winding and then wrapped in a battery container. Is stored in. Conventionally, as the current collector of the electrode plate,
Since it is necessary to have its own conductivity, a metal foil such as copper or aluminum has been used.

【0004】また、リチウム系二次電池に限らず電池を
電源とする機器の場合、機器全体の軽量化及び安全化の
要請は尽きることがない。さらには、電池性能が既存品
以上であって、軽く、しかも安全であるほどユーザーに
好まれる。その目的を達成するために、樹脂などの電気
絶縁性薄膜と、電気絶縁性薄膜の一面に設けられた導電
性薄膜からなる正極集電体と、正極集電体に設けられた
正極合剤層と、電気絶縁性薄膜の他面に設けられた導電
性薄膜からなる負極集電体と、負極集電体に設けられた
負極合剤層と、正極合剤層及び負極合剤層の少なくとも
一方と接する電解質膜とを備えてなることを特徴とする
非水電解質二次電池を、本発明者の一人がすでに提案し
ている(特願平10−100038号)。
[0004] Further, in the case of a device using a battery as a power source, not limited to a lithium-based secondary battery, the demand for weight reduction and safety of the whole device is not exhausted. In addition, users who prefer battery performance that is higher than existing products, lighter, and safer. In order to achieve the object, a positive electrode current collector composed of an electrically insulating thin film such as a resin, a conductive thin film provided on one surface of the electric insulating thin film, and a positive electrode mixture layer provided on the positive electrode current collector A negative electrode current collector comprising a conductive thin film provided on the other surface of the electrically insulating thin film; a negative electrode material mixture layer provided on the negative electrode current collector; and at least one of a positive electrode material mixture layer and a negative electrode material mixture layer One of the present inventors has already proposed a non-aqueous electrolyte secondary battery characterized by comprising an electrolyte membrane in contact with an electrolyte membrane (Japanese Patent Application No. 10-100038).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】この提案の電池におい
て、従来のLiPF6のみの塩を溶解した電解液を用い
た場合、電池を高温下で使用または放置した時にLiP
F6が熱分解して生成するフッ化水素(HF)が集電体
金属の表面を酸化して集電性を低下させて電池の内部抵
抗を増加させる。さらに、フッ化水素(HF)によって
金属層が樹脂層から剥離した後にこれが破膜して集電性
が低下するという問題があり、高温下における電池の使
用は好ましくなかった。その結果、現在、驚異的な生産
量をもつ携帯用パソコンなど、高温になる機器にこれら
の電池を使用することは不適当であった。なお、電池を
高温下で使用または放置する場合には、電解液中にLi
PF6以外の、LiBF4、LiAsF6などのフッ素
を含む塩が存在する場合にも、電池内でフッ化水素(H
F)が生成し、 LiPF6の場合と同様の問題があっ
た。
In this proposed battery, when a conventional electrolytic solution in which only a salt of LiPF6 is dissolved is used, when the battery is used or left at a high temperature, the LiP
Hydrogen fluoride (HF) generated by thermal decomposition of F6 oxidizes the surface of the current collector metal, lowering the current collecting property and increasing the internal resistance of the battery. Further, there is a problem that the metal layer is peeled off from the resin layer by hydrogen fluoride (HF) and the film is broken to lower the current collecting property. Therefore, use of the battery at a high temperature is not preferable. As a result, it is currently unsuitable to use these batteries in devices that get hot, such as portable personal computers with tremendous production. When the battery is used or left at a high temperature, Li
Even when a fluorine-containing salt such as LiBF4 and LiAsF6 other than PF6 is present, hydrogen fluoride (H
F) was generated and had the same problem as in the case of LiPF6.

【0006】そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなさ
れたものであり、高温下での使用に耐え、しかも軽量、
安全な非水電解質二次電池を提供することを目的とす
る。
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made to withstand use at high temperatures, and to be lightweight.
An object is to provide a safe non-aqueous electrolyte secondary battery.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、電気絶縁性薄
膜と、電気絶縁性薄膜の片面に設けられた導電性薄膜か
らなる正極集電体と、正極集電体に設けられた正極合剤
層と、電気絶縁性薄膜の他面に設けられた導電性薄膜か
らなる負極集電体と、負極集電体に設けられた負極合剤
層とを備えてなる極板を用いた非水電解質二次電池にお
いて、電解液がリチウムイミド塩を含むか、リチウムイ
ミド塩とリチウムイミド塩以外のフッ素を含む塩とを含
むことを特徴とする。さらに、リチウムイミド塩を溶解
した上記電解液において、電解液中に含まれる塩の合計
重量に対しするリチウムイミド塩の重量比率が5wt%
以上であることが好ましい。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an electric insulating thin film, a positive electrode current collector comprising a conductive thin film provided on one side of the electric insulating thin film, and a positive electrode current collector provided on the positive electrode current collector. Non-aqueous solution using an electrode plate comprising: a negative electrode current collector comprising a conductive material layer provided on the other surface of the electrically insulating thin film; and a negative electrode mixture layer provided on the negative electrode current collector. In the electrolyte secondary battery, the electrolyte solution contains a lithium imide salt, or contains a lithium imide salt and a salt containing fluorine other than the lithium imide salt. Further, in the electrolyte solution in which the lithium imide salt is dissolved, the weight ratio of the lithium imide salt to the total weight of the salts contained in the electrolyte solution is 5 wt%.
It is preferable that it is above.

【0008】なお、ここでリチウムイミド塩とは、一般
に次のような化学式で表わされる化合物である。
Here, the lithium imide salt is generally a compound represented by the following chemical formula.

【0009】[0009]

【化1】 Embedded image

【化2】 Embedded image

【化3】 なお、上記化学式において、R1とR2は等しくてもよ
く、また異なっていてもよく、共に−(CF2)n−C
F3[n≧3]で表わされる。その代表的な化合物とし
てはLiN(SO2CF2CF3)2がある。
Embedded image In the above chemical formula, R1 and R2 may be the same or different, and both are-(CF2) n-C
F3 [n ≧ 3]. A typical compound is LiN (SO2CF2CF3) 2.

【0010】本発明において、渦巻状極板とする場合に
は、巻回極板が電気絶縁性薄膜を芯としているので、集
電体は薄くても良い。そして、電気絶縁性の薄膜は金属
ではないから、その両面に薄膜の集電体を設けても全体
の質量は同じ厚さの金属箔からなる集電体よりも軽く、
高エネルギー密度電池に適している。また、従来の電池
が、正極、負極及びセパレータが各々別体で構成されて
いるので、積層時や巻回するときに互いの極の位置が相
手極に対してずれて反応面積が減少したり、セパレータ
が移動して短絡したりする可能性があったのに対し、本
発明になる電池においては、実質的に単一の電気絶縁性
薄膜の両面を活用し、その一方の面で正極、他方の面で
負極を支持しているので、正極と負極の位置がずれない
という利点を持つ。
In the present invention, in the case of a spiral electrode plate, the current collector may be thin because the wound electrode plate has an electrically insulating thin film as a core. And since the electrically insulating thin film is not metal, even if a thin film current collector is provided on both surfaces, the overall mass is lighter than the current collector made of metal foil of the same thickness,
Suitable for high energy density batteries. Further, in the conventional battery, since the positive electrode, the negative electrode, and the separator are configured separately from each other, the positions of the respective poles are shifted with respect to the counter electrode during lamination or winding, and the reaction area is reduced. In contrast to the possibility that the separator may move and cause a short circuit, the battery according to the present invention utilizes substantially both sides of a single electrically insulating thin film, and has a positive electrode, Since the negative electrode is supported on the other surface, there is an advantage that the positions of the positive electrode and the negative electrode do not shift.

【0011】上記の電気絶縁性薄膜は、実質的に単一の
ものであればよい。従って、 通常は1枚であるが、2
枚を密着して一体化したものも含まれる。最初から1枚
であれば一体化する工程を省くことができる。 一方、
2枚を密着した構成であれば、正極の集電体及び合剤層
と、負極のそれらとを各々の電気絶縁性の薄膜の片面の
みに固着し、後工程で2枚の電気絶縁性薄膜同士を密着
させて一体化することができる。したがって、合剤層を
塗布する際などに片側の合剤層の厚みのばらつきが他方
の厚みの精度に影響することがない。電気絶縁性薄膜の
材質としては、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテ
レフタレー ト(PET)、ポリプロピレン(PP)等
の熱可塑性樹脂を主成分とするのが好ましい。 熱可塑
性樹脂の多くは、その熱変形温度が有機電解質の発火点
よりも低いので、短絡により発熱しても有機電解液や高
分子電解質等の有機電解質が発火する前に樹脂膜が熱収
縮したり溶けたりして、短絡点を解消し電流が速断され
るからである。 従って、特に好ましい電気絶縁性薄膜
は、集電体が用いられる電池の有機電解質の発火点より
も低い熱変形温度を有するものである。発火点の測定法
としては、定速加熱法及び定温加熱法の2種類が知られ
ているが、現実に即した方を選択すると良い。どちらが
現実に即しているか不明の場合は、低い測定値を選択す
るほうが安全である。
The above-mentioned electrically insulating thin film may be substantially a single one. Therefore, usually one sheet, but two sheets
Also included are those in which the sheets are closely attached and integrated. If it is one sheet from the beginning, the step of integrating can be omitted. on the other hand,
In the case of a configuration in which two sheets are closely adhered, the current collector and mixture layer of the positive electrode and those of the negative electrode are fixed to only one surface of each electrically insulating thin film, and the two electrically insulating thin films are formed in a later step. They can be integrated by bringing them into close contact with each other. Therefore, when the mixture layer is applied, the variation in the thickness of one mixture layer does not affect the accuracy of the other layer. As the material of the electrically insulating thin film, it is preferable to use a thermoplastic resin such as polyethylene (PE), polyethylene terephthalate (PET), or polypropylene (PP) as a main component. Most thermoplastic resins have a thermal deformation temperature lower than the ignition point of the organic electrolyte, so even if heat is generated by short-circuiting, the resin film thermally contracts before the organic electrolyte such as the organic electrolyte or polymer electrolyte ignites. This is because the short-circuit point is eliminated and the current is quickly cut off. Accordingly, particularly preferred electrically insulating thin films are those having a heat distortion temperature lower than the ignition point of the organic electrolyte of the battery in which the current collector is used. As a method for measuring the ignition point, there are known two methods, a constant-speed heating method and a constant-temperature heating method. If you are not sure which one is more realistic, it is safer to choose a lower measurement.

【0012】集電体を構成する導電性薄膜としては、メ
ッキまたは蒸着、スパッタリング等による薄膜のほかに
圧延された箔も含まれる。正極の集電体となる導電性薄
膜材質にはアルミニウムを用いることもできる。アルミ
ニウムは耐食牲に優れ、正極が高電位となる充電時にお
いても電解液中に溶け出さないことによる。その形態と
してはアルミニウムであれば圧延された箔が入手しやす
いが、別の形態としては、電気絶縁性薄膜と正極の集電
体となる金属薄膜とを一体化したアルミニウム蒸着樹脂
フィルムを使用してもよい。また、アルミニウムの代わ
りにアルミニウム合金を使用することも可能である。
The conductive thin film constituting the current collector includes a rolled foil in addition to a thin film formed by plating, vapor deposition, sputtering, or the like. Aluminum can also be used as the conductive thin film material serving as the current collector of the positive electrode. Aluminum is excellent in corrosion resistance and does not dissolve in the electrolyte even during charging when the positive electrode has a high potential. Rolled foil is easily available in the case of aluminum, but another form uses an aluminum vapor-deposited resin film in which an electrically insulating thin film and a metal thin film serving as a current collector of a positive electrode are integrated. You may. It is also possible to use an aluminum alloy instead of aluminum.

【0013】一方、負極の集電体の薄膜として特に好ま
しいのは、銅(Cu)、銅−ニッケル合金又はニッケル
(Ni)の蒸着膜もしくは圧延薄膜又はこれらの組合せ
である。銅は、導電率が高くコストが安い点で優れてい
るからである。ただし、銅は、3.1V vs.Li/
Li+より貴な電位領域で溶けてしまうことが実験的に
知られている。 従って、0Vから3Vの範囲内での使
用が適当である。これに対して、ニッケルは4.0〜
4.2V vs. Li/Li+まで溶けないので、
電位窓が広い点で優れている。銅−ニッケル合金の場合
は、銅による高電導性とNiの耐食性との両者の優れた
特性を有する。
On the other hand, a particularly preferred thin film for the current collector of the negative electrode is a vapor-deposited film or a rolled thin film of copper (Cu), a copper-nickel alloy or nickel (Ni), or a combination thereof. Copper is excellent in that it has high conductivity and low cost. However, for copper, 3.1 V vs. Li /
It is experimentally known that melting occurs in a potential region that is more noble than Li +. Therefore, use within the range of 0 V to 3 V is appropriate. On the other hand, nickel is 4.0 ~
4.2V vs. Since it does not dissolve to Li / Li +,
Excellent in wide potential window. In the case of a copper-nickel alloy, it has excellent characteristics of both high electrical conductivity by copper and corrosion resistance of Ni.

【0014】本発明において、電解液に含まれる塩とし
て用いるリチウムイミド塩は300℃付近まで熱分解反
応を起こさず、LiPF6が45℃付近から熱分解する
ことと比較すると格段に熱安定性が優れている。また、
現在、LiPF6などと比較してリチウムイミド塩は、
高価であるため、従来使用されている安価な、LiPF
6、LiBF4、LiAsF6、 LiCF3CO2およ
びLiCF3SO3の群から選択される少なくとも一種
の塩と混合して用いることが好ましい。
In the present invention, the lithium imide salt used as the salt contained in the electrolytic solution does not cause a thermal decomposition reaction up to about 300 ° C., and has a much better thermal stability as compared with the thermal decomposition of LiPF6 from about 45 ° C. ing. Also,
Currently, compared to LiPF6 and the like, lithium imide salt is
Inexpensive LiPF used conventionally because it is expensive
6, LiBF4, LiAsF6, LiCF3CO2, and at least one salt selected from the group of LiCF3SO3 are preferably used as a mixture.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例にもと
づき、図面を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described based on examples with reference to the drawings.

【0016】[0016]

【実施例1】本発明になる実施例1の非水電解液二次電
池の断面構造を図2に示す。図2において10は非水電
解質二次電池で、テープ状の極板を渦巻き状に巻回して
なる電池発電要素8に電解液を含浸したのち、アルミニ
ウムケース9に気密封入してなっている。
Embodiment 1 FIG. 2 shows a cross-sectional structure of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 10 denotes a non-aqueous electrolyte secondary battery, in which a battery power generating element 8 formed by spirally winding a tape-shaped electrode plate is impregnated with an electrolytic solution, and then hermetically sealed in an aluminum case 9.

【0017】図1は電池発電要素8を構成する極板7の
断面を示したもので、図1において、1は正極合剤層、
2は正極集電体層、3は絶縁体層、4は負極集電体層、
5負極合剤層、6は電解質層であり、これらが順に積層
された構成となっている。正極合剤層lは、結着剤であ
るポリフッ化ビニリデン6重量部と導電剤であるアセチ
レンブラック3重量部と活物質であるLiCo0.15
Ni0.82Al0.03O2、91重量部に溶媒とし
てのN−メチルピロリドンを適宜加えて混合し、製作し
た活物質ペーストを乾燥後の塗工重量が2.44g/1
00cm2となるように正極集電体層2の上に塗布・乾
燥し、厚さが70μmになるようにプレス成形して形成
した。正極集電体層2は、厚さが2μmのアルミニウム
箔を絶縁体層3に積層し接着して形成した。絶縁体層3
としては、厚さ10μmのポリエチレンテレフタレート
フィルムを用いた。ただし、リード取付け部分には正極
合剤層2を塗布しなかった。
FIG. 1 shows a cross section of an electrode plate 7 constituting a battery power generating element 8. In FIG.
2 is a positive electrode current collector layer, 3 is an insulator layer, 4 is a negative electrode current collector layer,
Reference numeral 5 denotes a negative electrode mixture layer, and reference numeral 6 denotes an electrolyte layer, which has a configuration in which these are sequentially laminated. The positive electrode mixture layer 1 includes 6 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, 3 parts by weight of acetylene black as a conductive agent, and LiCo 0.15 as an active material.
Ni0.82Al0.03O2, 91 parts by weight, N-methylpyrrolidone as a solvent is appropriately added and mixed, and the produced active material paste has a coating weight after drying of 2.44 g / 1.
It was applied on the positive electrode current collector layer 2 so as to have a thickness of 00 cm 2, dried, and press-formed so as to have a thickness of 70 μm. The positive electrode current collector layer 2 was formed by laminating and bonding an aluminum foil having a thickness of 2 μm to the insulator layer 3. Insulator layer 3
A polyethylene terephthalate film having a thickness of 10 μm was used. However, the positive electrode mixture layer 2 was not applied to the lead attachment portion.

【0018】負極合剤層5は、黒鉛92重量部とポリフ
ッ化ビニリデン8重量部との混合物にN−メチルピロリ
ドンを適宜加えて混合し、ペースト化したものを塗工重
量が1.20g/100cm2となるように負極集電体
層4の上に塗布・乾燥し、厚さが80μmになるように
プレス成形して形成した。負極集電体層4は、厚さ3μ
mの銅からなり、先ずニッケルを蒸着し、さらに3μm
の銅を電解メッキすることにより形成した。ただし、リ
ード取付け部分には負極合剤層5を塗布しなかった。
The negative electrode mixture layer 5 is prepared by adding N-methylpyrrolidone to a mixture of 92 parts by weight of graphite and 8 parts by weight of polyvinylidene fluoride, adding N-methylpyrrolidone appropriately, and forming a paste. The coating weight is 1.20 g / 100 cm 2. Was applied onto the negative electrode current collector layer 4 and dried, and was press-formed to a thickness of 80 μm. The negative electrode current collector layer 4 has a thickness of 3 μm.
m of copper, nickel is deposited first and then 3 μm
By electroplating copper. However, the negative electrode mixture layer 5 was not applied to the lead attachment portion.

【0019】次に、この極板の集電体に正負極それぞれ
端子リード(図示せず)を取りつけた。
Next, a terminal lead (not shown) was attached to each of the positive and negative electrodes to the current collector of the electrode plate.

【0020】次に、この極板とセパレータとを積層した
ものを巻回して扁平状電極体を作製した。さらに、正極
集電体層2および負極集電体層4より、それぞれ正極端
子および負極端子を取り出し、図2に示したようにアル
ミニウムケース9に収納し、 エチレンカーボネート
(EC)とジエチルカーボネート(DEC)を体積比
1:1で混合した溶媒にLiN(SO2CF2CF3)
2を1M溶解した電解液を2.5g真空含浸させた後、
アルミニウムケース9と電池蓋をレーザー溶接により封
止して設計容量600mAhの本発明になる電池を10
0個作製した。
Next, a laminate of the electrode plate and the separator was wound to produce a flat electrode body. Further, the positive electrode terminal and the negative electrode terminal are respectively taken out from the positive electrode current collector layer 2 and the negative electrode current collector layer 4 and stored in an aluminum case 9 as shown in FIG. 2, and ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) ) In a solvent mixed at a volume ratio of 1: 1 with LiN (SO2CF2CF3).
After impregnating 2.5 g of an electrolyte solution obtained by dissolving 2 in 1 M under vacuum,
The battery according to the present invention having a design capacity of 600 mAh was sealed by sealing the aluminum case 9 and the battery lid by laser welding.
0 were produced.

【0021】[0021]

【実施例2】電解液として1M[LiN(SO2CF2
CF3)2,95wt%+ LiPF6,5wt%]/
EC+DEC(体積比1:1)を用いた他は実施例1と
同様の本発明電池を100個作製した。
Example 2 1M [LiN (SO2CF2)
CF3) 2,95 wt% + LiPF6.5 wt%] /
Except that EC + DEC (volume ratio 1: 1) was used, 100 batteries of the present invention were manufactured in the same manner as in Example 1.

【0022】[0022]

【実施例3】電解液として1M[LiN(SO2CF2
CF3)2,80wt%+ LiPF6,20wt%]
/EC+DEC(体積比1:1)を用いた他は実施例1
と同様の本発明電池を100個作製した。
Embodiment 3 1M [LiN (SO2CF2)
CF3) 2,80 wt% + LiPF6,20 wt%]
Example 1 except that / EC + DEC (volume ratio 1: 1) was used.
100 batteries of the present invention similar to the above were produced.

【0023】[0023]

【実施例】電解液として1M[LiN(SO2CF2C
F3)2,50wt%+ LiPF6,50wt%]/
EC+DEC(体積比1:1)を用いた他は実施例1と
同様の本発明電池を100個作製した。
EXAMPLE 1M [LiN (SO2CF2C)
F3) 2,50 wt% + LiPF6,50 wt%] /
Except that EC + DEC (volume ratio 1: 1) was used, 100 batteries of the present invention were manufactured in the same manner as in Example 1.

【0024】[0024]

【実施例5】電解液として1M[LiN(SO2CF2
CF3)2,20wt%+ LiPF6,80wt%]
/EC+DEC(体積比1:1)を用いた他は実施例1
と同様の本発明電池を100個作製した。
Embodiment 5 1M [LiN (SO2CF2)
CF3) 2,20wt% + LiPF6,80wt%]
Example 1 except that / EC + DEC (volume ratio 1: 1) was used.
100 batteries of the present invention similar to the above were produced.

【0025】[0025]

【実施例6】電解液として1M[LiN(SO2CF2
CF3)2,10wt%+ LiPF6,90wt%]
/EC+DEC(体積比1:1)を用いた他は実施例1
と同様の本発明電池を100個作製した。
Embodiment 6 1 M [LiN (SO2CF2)
CF3) 2,10 wt% + LiPF6, 90 wt%]
Example 1 except that / EC + DEC (volume ratio 1: 1) was used.
100 batteries of the present invention similar to the above were produced.

【0026】[0026]

【実施例7】電解液として1M[LiN(SO2CF2
CF3)2,5wt%+ LiPF6,95wt%]/
EC+DEC(体積比1:1)を用いた他は実施例1と
同様の本発明電池を100個作製した。
Embodiment 7 1M [LiN (SO2CF2)
CF3) 2,5 wt% + LiPF6,95 wt%] /
Except that EC + DEC (volume ratio 1: 1) was used, 100 batteries of the present invention were manufactured in the same manner as in Example 1.

【0027】[0027]

【比較例】電解液として1M LiPF6/EC+DE
C(体積比1:1)を用いた他は実施例1と同様の、従
来の電池を100個作製した。
[Comparative Example] 1M LiPF6 / EC + DE as electrolyte
Except for using C (1: 1 by volume), 100 conventional batteries were manufactured in the same manner as in Example 1.

【0028】実施例1〜実施例7で得られた本発明にな
る電池及び比較例の従来の電池を数時間放置した後、
0.5Cの電流で3時間、4.1Vまで定電流定電圧充
電を行って満充電状態とした。その後、85℃にて30
日間高温放置した。このときの高温放置後における電池
容量および内部抵抗を測定すると表1のようになった。
なお、表1中の数値は各電池100個の平均値である。
After leaving the battery according to the present invention obtained in Examples 1 to 7 and the conventional battery of Comparative Example for several hours,
The battery was charged at a constant current and a constant voltage up to 4.1 V with a current of 0.5 C for 3 hours to obtain a fully charged state. Then at 85 ° C for 30
Left at high temperature for days. Table 1 shows the measured battery capacity and internal resistance after being left at high temperature.
The numerical values in Table 1 are average values of 100 batteries.

【0029】[0029]

【表1】 表1から、リチウムイミド塩を添加していない比較例に
対して、実施例7のようにリチウムイミド塩であるLi
N(SO2CF2CF3)2を、電解液に含まれる塩の
合計重量にたいして5wt%なる少量添加することによ
って、放置後の内部抵抗の増加は著しく小さくなり、一
方放置後の放電容量の低下は小さかった。
[Table 1] From Table 1, it can be seen that the lithium imide salt Li
By adding N (SO2CF2CF3) 2 in a small amount of 5 wt% with respect to the total weight of the salt contained in the electrolytic solution, the increase in internal resistance after standing was significantly reduced, while the decrease in discharge capacity after standing was small.

【0030】以上の結果から、本発明になる電池におい
ては、電解液中にリチウムイミド塩であるLiN(SO
2CF2CF3)2を、電解液に含まれる塩の合計重量
に対して5wt%程度の少量を添加することによって、
高温貯蔵後においても優れた特性を示す電池が得られる
ことがあきらかとなった。その理由としては、電解液中
にリチウムイミド塩が存在することによって、電解液中
に共存するフッ素を含む塩の分解反応が抑制され、電池
内部でのフッ化水素(HF)の発生が抑制されるためで
あるが、その反応メカニズムについては、今のところ明
らかではない。
From the above results, in the battery according to the present invention, the lithium imide salt LiN (SO
By adding 2CF2CF3) 2 in a small amount of about 5 wt% with respect to the total weight of the salt contained in the electrolytic solution,
It became clear that a battery exhibiting excellent characteristics even after storage at high temperature was obtained. The reason is that the presence of the lithium imide salt in the electrolytic solution suppresses the decomposition reaction of the salt containing fluorine coexisting in the electrolytic solution, thereby suppressing the generation of hydrogen fluoride (HF) inside the battery. However, its reaction mechanism is not clear at present.

【0031】なお、実施例において、リチウムイミド塩
としてはLiN(SO2CF2CF3)2を使用した
が、リチウムイミド塩としてこれ以外にLiN(SO2
CF3)2、LiN(COCF3)2、LiN(COC
F2CF3)2等の化合物を使用することができる。な
お、リチウムイミド塩と混合する塩としてはLiPF6
を用いているが、これに限定されるものではなく、Li
BF4、LiAsF6、LiCF3CO2およびLiC
F3SO3などの塩もしくはこれらの混合物でもよい。
In the examples, LiN (SO2CF2CF3) 2 was used as the lithium imide salt, but LiN (SO2
CF3) 2, LiN (COCF3) 2, LiN (COC
Compounds such as F2CF3) 2 can be used. The salt mixed with the lithium imide salt is LiPF6
, But is not limited to this.
BF4, LiAsF6, LiCF3CO2 and LiC
A salt such as F3SO3 or a mixture thereof may be used.

【0032】また、実施例において、電解液の溶媒とし
てはとしてエチレンカーボネート(EC)とジエチルカ
ーボネート(DEC)との混合溶液を用いているが、こ
れに限定されるものではなく、プロピレンカーボネー
ト、ジメチルカーボネート、γ-ブチロラクトン、スル
ホラン、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメ
チルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、1,2-ジメト
キシエタン、1,2-ジエトキシエタン、テトラヒドロフラ
ン、2-メチルテトラヒドロフラン、ジオキソラン、メチ
ルアセテート等の極性溶媒、もしくはこれらの混合物を
使用してもよい。なお、実施例では、使用する電解質と
してすべて非水電解液を使用したが、本発明になる電池
に使用する電解質としてはこれらに限られるものではな
く、リチウムイオン伝導性高分子固体電解質膜を使用す
ることも可能であり、その場合には、リチウムイオン伝
導性高分子固体電解質中に含有させる電解液と、電極の
細孔中に含有させる電解液とが異なっていてもよい。
In the examples, a mixed solution of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) is used as a solvent for the electrolytic solution. However, the present invention is not limited to this. Polar solvents such as carbonate, γ-butyrolactone, sulfolane, dimethyl sulfoxide, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dioxolane, and methyl acetate; Alternatively, a mixture thereof may be used. In the examples, the non-aqueous electrolyte was used as the electrolyte to be used, but the electrolyte used in the battery according to the present invention is not limited to these, and a lithium ion conductive polymer solid electrolyte membrane was used. In such a case, the electrolyte contained in the lithium ion conductive polymer solid electrolyte may be different from the electrolyte contained in the pores of the electrode.

【0033】さらに、前記実施例においては、正極材料
たるリチウムを吸蔵放出可能な化合物としてLiCo
0.15Ni0.82Al0.03O2を使用している
が、正極材料はこれに限定されるものではない。これ以
外にも、無機化合物としては、組成式LixMO2、ま
たはLiyM2O4(ただしM は遷移金属、0≦x≦
1、0≦y≦2 )で表される、複合酸化物、トンネル
状の空孔を有する酸化物、層状構造の金属カルコゲン化
物を用いることができる。その具体例としては、LiC
oO2 、LiNiO2、LiMn2O4 、Li2Mn
2O4 、MnO2、FeO2、V2O5、V6O1
3、TiO2、TiS2等が挙げられる。また、有機化
合物としては、例えばポリアニリン等の導電性ポリマー
等が挙げられる。さらに、無機化合物、有機化合物を問
わず、上記各種活物質を混合して用いてもよい。
Further, in the above embodiment, the compound capable of inserting and extracting lithium as the positive electrode material is LiCo.
Although 0.15Ni0.82Al0.03O2 is used, the cathode material is not limited to this. In addition, as the inorganic compound, a composition formula LixMO2 or LiyM2O4 (where M is a transition metal, 0 ≦ x ≦
1, 0 ≦ y ≦ 2), a composite oxide, an oxide having tunnel-like vacancies, and a metal chalcogenide having a layered structure can be used. As a specific example, LiC
oO2, LiNiO2, LiMn2O4, Li2Mn
2O4, MnO2, FeO2, V2O5, V6O1
3, TiO2, TiS2, and the like. Examples of the organic compound include a conductive polymer such as polyaniline. Further, the above-mentioned various active materials may be mixed and used regardless of an inorganic compound or an organic compound.

【0034】さらに、前記実施例においては、負極材料
たる化合物としてグラファイトを使用しているが、その
他に、Al、Si、Pb、Sn、Zn、Cd等とリチウ
ムとの合金、WO2、MoO2等の遷移金属酸化物、グ
ラファイト、カーボン等の炭素質材料、Li5(Li3
N)等の窒化リチウム、もしくは金属リチウム箔、又は
これらの混合物を用いてもよい。
Further, in the above embodiment, graphite is used as a compound as a negative electrode material. In addition, alloys of lithium with Al, Si, Pb, Sn, Zn, Cd, etc., WO2, MoO2, etc. Carbonaceous materials such as transition metal oxides, graphite, and carbon; Li5 (Li3
N) or a lithium metal foil such as N), or a mixture thereof.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明になる非水電解質二次電池によれ
ば、電池を高温下で放置した場合でも電池内部でのフッ
化水素(HF)の発生が抑制され、集電体金属の表面が
フッ化水素(HF)によって酸化されることがない。そ
の結果、電池の内部抵抗の増加は著しく小さく、また、
放電容量の低下を小さくすることができることに見られ
るように、電池の性能が大きく低下することなく、体積
あたりのエネルギー密度にすぐれ、かつ極めて軽い非水
電解質電池を提供することができる。このように、本発
明になる電池は、使用可能温度範囲を高温域にまで拡大
することができる。それ故に、本発明は、工業的・商業
的に価値の大きいだけでなく、高温下での使用をも可能
にしたことから、ユーザーにおいても非常に価値の大き
なものである。
According to the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the generation of hydrogen fluoride (HF) inside the battery is suppressed even when the battery is left at a high temperature, and the surface of the current collector metal Is not oxidized by hydrogen fluoride (HF). As a result, the increase in internal resistance of the battery is extremely small,
As can be seen from the fact that the decrease in the discharge capacity can be reduced, it is possible to provide a non-aqueous electrolyte battery excellent in energy density per volume and extremely light without significantly reducing the performance of the battery. Thus, the battery according to the present invention can extend the usable temperature range to a high temperature range. Therefore, the present invention is not only industrially and commercially valuable, but also very useful for users because it can be used at high temperatures.

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

【図1】実施例1の非水電解質二次電池の発電要素を構
成する極板の断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of an electrode plate constituting a power generation element of a nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1.

【図2】実施例1の非水電解質二次電池の断面構造を示
す図である。
FIG. 2 is a view showing a cross-sectional structure of a non-aqueous electrolyte secondary battery of Example 1.

【符号の説明】 1 正極合剤層 2 正極集電体層 3 電気絶縁性膜 4 負極集電体層 5 負極合剤層 6 電解質層 7 極板 10 非水電解質二次電池[Description of Signs] 1 Positive electrode mixture layer 2 Positive electrode current collector layer 3 Electric insulating film 4 Negative current collector layer 5 Negative electrode mixture layer 6 Electrolyte layer 7 Electrode plate 10 Non-aqueous electrolyte secondary battery

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気絶縁性薄膜と、電気絶縁性薄膜の片
面に設けられた導電性薄膜からなる正極集電体と、正極
集電体に設けられた正極合剤層と、電気絶縁性薄膜の他
面に設けられた導電性薄膜からなる負極集電体と、負極
集電体に設けられた負極合剤層とを有する極板を備え、
電解液がリチウムイミド塩を含むことを特徴とする非水
電解質二次電池。
An electric insulating thin film, a positive electrode current collector comprising a conductive thin film provided on one side of the electric insulating thin film, a positive electrode mixture layer provided on the positive electrode current collector, and an electric insulating thin film A negative electrode current collector made of a conductive thin film provided on the other surface, and an electrode plate having a negative electrode mixture layer provided on the negative electrode current collector,
A non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the electrolyte contains a lithium imide salt.
【請求項2】 電解液がリチウムイミド塩以外のフッ
素を含む塩を含むことを特徴とする、請求項1記載の非
水電解質二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the electrolyte contains a salt containing fluorine other than a lithium imide salt.
【請求項3】 電解液に含まれる塩の合計重量に対す
るリチウムイミド塩の重量の比率が5wt%以上である
ことを特徴とする、請求項1または2記載の非水電解質
二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the ratio of the weight of the lithium imide salt to the total weight of the salts contained in the electrolyte is 5 wt% or more.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002073731A1 (en) * 2001-03-14 2002-09-19 Sony Corporation Battery
JP2004165151A (en) * 2002-10-23 2004-06-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery and electrolyte used therefor
US7709157B2 (en) 2002-10-23 2010-05-04 Panasonic Corporation Non-aqueous electrolyte secondary battery and electrolyte for the same
JP2014067700A (en) * 2012-09-07 2014-04-17 Asahi Kasei Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery

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