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JP2000285962A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

Info

Publication number
JP2000285962A
JP2000285962A JP11086777A JP8677799A JP2000285962A JP 2000285962 A JP2000285962 A JP 2000285962A JP 11086777 A JP11086777 A JP 11086777A JP 8677799 A JP8677799 A JP 8677799A JP 2000285962 A JP2000285962 A JP 2000285962A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous electrolyte
secondary battery
electrolyte secondary
carbonate
aqueous
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.)
Withdrawn
Application number
JP11086777A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Naruse
義明 成瀬
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
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11086777A priority Critical patent/JP2000285962A/en
Publication of JP2000285962A publication Critical patent/JP2000285962A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非水電解液二次電池のサイクル特性、負荷特
性、低温特性を向上させる。 【解決手段】 リチウムをドープ・脱ドープすることが
可能な炭素材料からなる負極と、リチウムと1種以上の
遷移金属との複合酸化物からなる正極と、非水溶媒に電
解質が溶解されてなる非水電解液とを備えてなる非水電
解液二次電池において、非水電解液に3−メチル−2−
オキサゾリドンを0.05体積%以上1体積%未満の範
囲で含有させる。
(57) [Problem] To improve cycle characteristics, load characteristics, and low-temperature characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery. SOLUTION: An anode made of a carbon material capable of doping / dedoping lithium, a cathode made of a composite oxide of lithium and one or more transition metals, and an electrolyte dissolved in a non-aqueous solvent A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a non-aqueous electrolyte;
Oxazolidone is contained in the range of 0.05% by volume or more and less than 1% by volume.

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、非水電解液二次電
池に関し、より詳しくは、特定の非水溶媒を用いること
により初期特性、サイクル特性、低温特性、及び負荷特
性を向上させた非水電解液二次電池に関する。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery, and more particularly, to a non-aqueous electrolyte secondary battery having improved initial characteristics, cycle characteristics, low-temperature characteristics, and load characteristics by using a specific non-aqueous solvent. The present invention relates to a water electrolyte secondary battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、カメラ一体型ビデオテープレコー
ダ、携帯電話、ラップトップコンピュータ等の電子機器
の小型軽量化、ポータブル化が急速に進んでいる。その
ため、これらの電子機器の供給電源となる二次電池に対
しても、軽量化かつ高容量化が求められるようになって
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices such as camera-integrated video tape recorders, mobile phones, and laptop computers have been rapidly becoming smaller, lighter and more portable. Therefore, there is a demand for a lightweight and high capacity secondary battery as a power supply for these electronic devices.

【0003】二次電池としては、従来より用いられてい
る鉛二次電池やニッケル−カドミウム二次電池、また最
近提案された非水電解液二次電池等が挙げられる。その
中でも非水電解液二次電池は、軽量である、高エネルギ
ー密度が得られる、高電圧が発生できる、安全性が高
い、無公害である等の利点を有しており、さらなる特性
の改善を図るべく、研究開発が盛んに進められている。
Examples of the secondary battery include a conventionally used lead secondary battery, a nickel-cadmium secondary battery, and a recently proposed non-aqueous electrolyte secondary battery. Among them, non-aqueous electrolyte secondary batteries have advantages such as light weight, high energy density, high voltage generation, high safety, and no pollution, and further improved characteristics. R & D is being actively pursued to achieve the goal.

【0004】上記非水電解液二次電池は、リチウムをド
ープ・脱ドープすることが可能な負極と、正極及び非水
溶媒に電解質としてリチウム塩が溶解されてなる非水電
解液とを備えて基本構成とされる。
The above non-aqueous electrolyte secondary battery comprises a negative electrode capable of doping / dedoping lithium, a positive electrode and a non-aqueous electrolyte in which a lithium salt is dissolved as an electrolyte in a non-aqueous solvent. It has a basic configuration.

【0005】そして、正極活物質としては、例えばリチ
ウム遷移金属複合酸化物等が、また、負極活物質として
は、リチウム金属、リチウム合金、さらにはリチウムを
ドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料等が挙げら
れる。このうち、負極活物質の炭素材料は電池のサイク
ル特性を向上させられるとして期待されている。そし
て、炭素材料の中でも黒鉛材料は、単位体積あたりのエ
ネルギー密度を向上させられるとして期待されている。
The positive electrode active material is, for example, a lithium transition metal composite oxide, and the negative electrode active material is lithium metal, a lithium alloy, or a carbon material capable of doping / dedoping lithium. And the like. Among them, the carbon material of the negative electrode active material is expected to improve the cycle characteristics of the battery. Among carbon materials, graphite materials are expected to improve the energy density per unit volume.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】以上のような非水電解
液二次電池においては、正極、負極の選択も勿論重要で
あるが、良好な電池特性を得るためにはリチウムイオン
の移送を担う非水電解液の選択も重要になる。
In the above-described non-aqueous electrolyte secondary battery, the selection of the positive electrode and the negative electrode is of course important, but in order to obtain good battery characteristics, it is responsible for transferring lithium ions. The choice of non-aqueous electrolyte is also important.

【0007】この非水電解液を構成する非水溶媒として
は、通常、電解質の溶解能力の高い高誘電率溶媒と、電
解質イオンの移送能力の高い低粘度溶媒とが組み合わさ
れて用いられる。例えば高誘電率溶媒となるプロピレン
カーボネート(PC)と、低粘度溶媒となる1,2−ジ
メトキシエタン(DME)、2−メチルテトラヒドロフ
ラン(2−MeTHF)、プロピオン酸メチル(M
P)、プロピオン酸エチル(EP)、酪酸メチル(M
B)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチル
カーボネート(MEC)、ジエチルカーボネート(DE
C)等とを混合してなるプロピレンカーボネート系電解
液は、高い導電率が得られ、電池のサイクル特性を向上
させられる利点を有することから、従来より広く用いら
れている。
As the non-aqueous solvent constituting the non-aqueous electrolyte, a combination of a high-dielectric solvent having a high ability to dissolve an electrolyte and a low-viscosity solvent having a high ability to transport electrolyte ions is usually used. For example, propylene carbonate (PC) as a high dielectric constant solvent, 1,2-dimethoxyethane (DME), 2-methyltetrahydrofuran (2-MeTHF), and methyl propionate (M
P), ethyl propionate (EP), methyl butyrate (M
B), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DE
A propylene carbonate-based electrolytic solution obtained by mixing C) and the like has a higher conductivity, and has an advantage of improving the cycle characteristics of a battery.

【0008】しかしながら、プロピレンカーボネート系
電解液は、これまでに提案されている他の溶媒よりは特
性的に優れているが、近年の二次電池に対する特性要求
に応えるためには、さらなる特性の向上が要求される。
[0008] However, the propylene carbonate-based electrolyte solution is superior in characteristics to other solvents proposed so far, but in order to meet the recent demand for characteristics for secondary batteries, the characteristics are further improved. Is required.

【0009】そして、黒鉛材料を負極として用いた非水
電解液二次電池は、溶媒として用いられているプロピレ
ンカーボネートが充電過程で分解してしまうため、電池
特性が劣化するという問題が指摘されている(J.Elect
roanal.Chem.219,273,(1987))。
Further, it has been pointed out that non-aqueous electrolyte secondary batteries using a graphite material as a negative electrode have a problem that the battery characteristics are deteriorated because propylene carbonate used as a solvent is decomposed in a charging process. Yes (J. Elect
roanal. Chem. 219, 273, (1987)).

【0010】この問題点に対処する方法として、溶媒と
してプロピレンカーボネート(PC)の代わりにエチレ
ンカーボネート(EC)等の、充電過程において分解し
にくい溶媒を用いることがある。これにより、電解液の
分解が抑制され、黒鉛材料を非水電解液二次電池の負極
として使用することが可能となることが知られている。
しかしながら、発明者のこれまでの検討により、溶媒と
してエチレンカーボネートを使用した非水電解液二次電
池の場合、十分なサイクル特性、負荷特性、低温特性が
得られないということがわかっている。
As a method for addressing this problem, a solvent such as ethylene carbonate (EC) which is difficult to decompose in the charging process may be used instead of propylene carbonate (PC). Thus, it is known that decomposition of the electrolytic solution is suppressed, and the graphite material can be used as a negative electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery.
However, studies by the inventors so far have revealed that in the case of a nonaqueous electrolyte secondary battery using ethylene carbonate as a solvent, sufficient cycle characteristics, load characteristics, and low-temperature characteristics cannot be obtained.

【0011】本発明は、このような従来技術に鑑みて提
案されたものであり、エネルギー密度が高く、サイクル
特性、負荷特性、低温特性を向上させた非水電解液二次
電池を提供することを目的とする。
The present invention has been proposed in view of such prior art, and provides a non-aqueous electrolyte secondary battery having high energy density and improved cycle characteristics, load characteristics, and low-temperature characteristics. With the goal.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために検討を重ねた結果、電解液用非水溶媒と
して下記化2で表される3−メチル−2−オキサゾリド
ン(OZ)を用いることが有効であることを見出した。
Means for Solving the Problems As a result of repeated investigations to achieve the above object, the present inventor has found that 3-methyl-2-oxazolidone (OZ) represented by the following formula (2) as a nonaqueous solvent for an electrolytic solution. ) Was found to be effective.

【0013】[0013]

【化2】 Embedded image

【0014】3−メチル−2−オキサゾリドン(OZ)
については、非水電解液二次電池用として3−メチル−
2−オキサゾリドン(OZ)を用いるという報告が先に
提案されている(特開平8−321312号公報)。し
かし、本発明者は、特に負極として炭素材料を用いた電
池において3−メチル−2−オキサゾリドン(OZ)を
0.05体積%以上1体積%未満の範囲で含有する溶媒
を用いることで、電池の初期放電容量を向上させ、かつ
サイクル特性、負荷特性、低温特性をも向上させること
ができることを見出し、本発明を完成させるに至った。
したがって、本発明は、このような知見に基づいて完成
されたものであり、リチウムをドープ・脱ドープするこ
とが可能な炭素材料からなる負極と、リチウムと1種以
上の遷移金属との複合酸化物からなる正極と、非水溶媒
に電解質が溶解されてなる非水電解液とを備えてなる非
水電解液二次電池において、上記非水溶媒が3−メチル
−2−オキサゾリドンを0.05体積%以上1体積%未
満の範囲において含有することを特徴とするものであ
る。
3-methyl-2-oxazolidone (OZ)
About 3-methyl- for non-aqueous electrolyte secondary batteries
A report using 2-oxazolidone (OZ) has been previously proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 8-321213). However, the present inventor has found that the use of a solvent containing 3-methyl-2-oxazolidone (OZ) in a range of 0.05 vol% or more and less than 1 vol% particularly in a battery using a carbon material as a negative electrode, It has been found that the initial discharge capacity can be improved, and the cycle characteristics, load characteristics, and low-temperature characteristics can also be improved, and the present invention has been completed.
Therefore, the present invention has been completed based on such findings, and a negative electrode made of a carbon material capable of doping and undoping lithium and a composite oxide of lithium and one or more transition metals are provided. In a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode made of a material and a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent, the non-aqueous solvent contains 3-methyl-2-oxazolidone at 0.05%. It is characterized in that it is contained in the range of at least volume% and less than 1 volume%.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail.

【0016】また、本発明は、下記の例に限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任
意に変更可能であることはいうまでもない。
Further, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that the present invention can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention.

【0017】図1は、本発明の非水電解液電池の一構成
例を示す縦断面図である。この非水電解液二次電池は、
負極集電体9に負極活物質を塗布してなる負極1と、正
極集電体10に正極活物質を塗布してなる正極2とが、
セパレータ3を介して密着状態で巻回された巻回体が、
電池缶5内部に装填されてなる。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing one configuration example of the nonaqueous electrolyte battery of the present invention. This non-aqueous electrolyte secondary battery
A negative electrode 1 formed by applying a negative electrode active material to a negative electrode current collector 9 and a positive electrode 2 formed by applying a positive electrode active material to a positive electrode current collector 10 include:
The wound body wound in close contact with the separator 3 is
It is loaded inside the battery can 5.

【0018】上記負極1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9上に塗布、乾燥するこ
とにより作製される。
The negative electrode 1 is manufactured by applying a negative electrode mixture containing a negative electrode active material and a binder on a negative electrode current collector 9 and drying.

【0019】負極集電体9には、銅箔、ニッケル箔、ス
テンレス箔等の金属箔が用いられる。
As the negative electrode current collector 9, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, and a stainless steel foil is used.

【0020】これらの金属箔は、多孔性金属箔とするこ
とが好ましい。金属箔を多孔性金属箔とすることで、集
電体と電極層との接着強度を高めることができる。この
ような多孔性金属箔としては、パンチングメタルやエキ
スパンドメタルの他、エッチング処理によって多数の開
口部を形成した金属箔等を用いることができる。
These metal foils are preferably porous metal foils. By making the metal foil a porous metal foil, the adhesive strength between the current collector and the electrode layer can be increased. As such a porous metal foil, in addition to a punching metal and an expanded metal, a metal foil having a large number of openings formed by etching can be used.

【0021】負極活物質には、リチウムをドープ、脱ド
ープできる炭素材料を用いることが好ましい。リチウム
をドープ、脱ドープできる炭素材料として、例えば、難
黒鉛化炭素系材料や黒鉛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、黒鉛類、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。そして、上
記炭素材料の中でも(002)面の面間隔が0.340
nm以下、C軸方向の結晶子厚みが16.0nm以上、
ラマンスペクトルにおけるG値が2.5以上、そして真
密度が2.1g/cm3以上の結晶構造を有する黒鉛を
より好ましく用いることができる。(002)面の面間
隔が0.340nm以下、C軸方向の結晶子厚みが1
6.0nm以上、ラマンスペクトルにおけるG値が2.
5以上、そして真密度が2.1g/cm3以上の結晶構
造を有する黒鉛は、高密度なため、単位体積当たりのエ
ネルギー密度を向上させられるからである。ここで、G
値とはラマンスペクトルにおいて炭素材料の黒鉛構造に
由来するシグナル強度と非結晶質構造に由来するシグナ
ル強度との比を表すものであり、ミクロ的な結晶構造欠
陥の指標となるものである。
As the negative electrode active material, it is preferable to use a carbon material capable of doping and undoping lithium. As a carbon material that can be doped and dedoped with lithium, for example, a carbon material such as a non-graphitizable carbon-based material and a graphite-based material can be used. Specifically, carbon materials such as pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbon fibers, fired organic polymer compounds, carbon fibers, and activated carbon can be used. Examples of the coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. The fired organic polymer compound is obtained by firing a phenol resin, a furan resin or the like at an appropriate temperature and carbonizing the same. And, among the above carbon materials, the (002) plane spacing is 0.340.
nm or less, the crystallite thickness in the C-axis direction is 16.0 nm or more,
Graphite having a crystal structure with a G value in a Raman spectrum of 2.5 or more and a true density of 2.1 g / cm 3 or more can be more preferably used. The (002) plane spacing is 0.340 nm or less, and the crystallite thickness in the C-axis direction is 1
G value in Raman spectrum is not less than 6.0 nm.
This is because graphite having a crystal structure having a crystal density of 5 or more and a true density of 2.1 g / cm 3 or more can improve the energy density per unit volume because of its high density. Where G
The value indicates a ratio between the signal intensity derived from the graphite structure of the carbon material and the signal intensity derived from the non-crystalline structure in the Raman spectrum, and serves as an index of a microscopic crystal structure defect.

【0022】また、以上のような負極活物質を用いて負
極を形成するに際しては、公知の導電剤や結着剤を添加
することができる。
In forming a negative electrode using the above-described negative electrode active material, a known conductive agent or binder can be added.

【0023】上記正極2は、正極活物質と結着剤とを含
有する正極合剤を正極集電体10上に塗布、乾燥するこ
とにより作製される。
The positive electrode 2 is manufactured by applying a positive electrode mixture containing a positive electrode active material and a binder on a positive electrode current collector 10 and drying the mixture.

【0024】正極集電体10には、アルミニウム箔、ニ
ッケル箔、ステンレス箔等の金属箔が使用される。これ
らの金属箔は、多孔性金属箔とすることが好ましい。金
属箔を多孔性金属箔とすることで、集電体と電極層との
接着強度を高めることができる。このような多孔性金属
箔としては、パンチングメタルやエキスパンドメタルの
他、エッチング処理によって多数の開口部を形成した金
属箔等を用いることができる。
As the positive electrode current collector 10, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, and a stainless steel foil is used. These metal foils are preferably porous metal foils. By making the metal foil a porous metal foil, the adhesive strength between the current collector and the electrode layer can be increased. As such a porous metal foil, in addition to a punching metal and an expanded metal, a metal foil having a large number of openings formed by etching can be used.

【0025】正極活物質には、電池容量を向上させ、エ
ネルギー密度を高める点から、リチウムと1種以上の遷
移金属からなる複合酸化物を主体とする活物質を用いる
ことが好ましい。このような活物質としては、Lix
2(式中、Mは1種類以上の遷移金属が好ましく、
0.05≦x≦1.10である。)を主体とするリチウ
ム複合酸化物が好ましく用いられる。リチウム複合酸化
物としては、具体的に、LiCoO2、LiNiO2、L
xNiyCo1-y2(式中、x,yは電池の放電状態に
よって異なり、通常0<x<1、0.7<y≦1であ
る。)、LiMn24等が好ましく用いられる。また、
遷移金属MがMnである場合には、LixMnO2の他
に、LixMn24も用いることができる。
As the positive electrode active material, it is preferable to use an active material mainly composed of a composite oxide composed of lithium and one or more transition metals from the viewpoint of improving the battery capacity and increasing the energy density. Examples of such an active material include Li x M
O 2 (wherein M is preferably one or more transition metals,
0.05 ≦ x ≦ 1.10. ) Is preferably used. As the lithium composite oxide, specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , L
(wherein, x, y varies by the discharge state of the battery, usually a 0 <x <1,0.7 <y ≦ 1.) i x Ni y Co 1-y O 2, LiMn 2 O 4 and the like It is preferably used. Also,
When the transition metal M is Mn, Li x Mn 2 O 4 can be used in addition to Li x MnO 2 .

【0026】このようなリチウム複合酸化物は、リチウ
ムの炭酸塩、硝酸塩、酸化物、若しくは水酸化物と、コ
バルト、マンガン、若しくはニッケル等の炭酸塩、硝酸
塩、酸化物、若しくは水酸化物とを所望の組成に応じて
粉砕混合し、酸素雰囲気で600〜1000℃の温度範
囲で焼成することにより調製することができる。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。
Such a lithium composite oxide comprises lithium carbonate, nitrate, oxide or hydroxide and carbonate, nitrate, oxide or hydroxide such as cobalt, manganese or nickel. It can be prepared by pulverizing and mixing according to a desired composition and baking in a temperature range of 600 to 1000 ° C. in an oxygen atmosphere. These lithium composite oxides can generate a high voltage and become positive electrode active materials excellent in energy density.

【0027】正極2には、これらの正極活物質を単独で
用いても良く、また、複数種を混合して使用しても良
い。また、以上のような正極活物質を用いて正極2を形
成するに際しては、公知の導電剤や結着剤を添加するこ
とができる。
For the positive electrode 2, these positive electrode active materials may be used alone, or a plurality of types may be mixed and used. When forming the positive electrode 2 using the above-described positive electrode active material, a known conductive agent or binder can be added.

【0028】さらに、非水電解液を調製するに当たり非
水溶媒としては、従来より非水電解液に用いられている
種々の公知の非水溶媒に下記化3で表される3−メチル
−2−オキサゾリドン(OZ)を混合して用いることが
できる。
In preparing the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous solvent may be any of various known non-aqueous solvents conventionally used for non-aqueous electrolytes, such as 3-methyl-2 represented by the following formula (3). -Oxazolidone (OZ) can be used as a mixture.

【0029】[0029]

【化3】 Embedded image

【0030】ここで、エチレンカーボネート(EC)や
プロピレンカーボネート(PC)等の高誘電率溶媒と3
−メチル−2−オキサゾリドン(OZ)のみを混合して
用いても良いが、例えば低粘度溶媒である1,2−ジメ
トキシエタン(DME)、2−メチル−テトラヒドロフ
ラン(2−MeTHF)、プロピオン酸メチル(M
P)、プロピオン酸エチル(EP)、酪酸メチル(M
B)、ジメチルカーボネート(DMC)、メチルエチル
カーボネート(MEC)、ジエチルカーボネート(DE
C)等をさらに混合して用いることができる。その中で
も、プロピオン酸メチル(MP)、プロピオン酸エチル
(EP)、酪酸メチル(MB)、ジメチルカーボネート
(DMC)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジ
エチルカーボネート(DEC)等の鎖状エステルを混合
することが好ましく、特にジメチルカーボネート(DM
C)、メチルエチルカーボネート(MEC)、ジエチル
カーボネート(DEC)等の鎖状炭酸エステルを混合す
ることがより好ましい。エチレンカーボネートやプロピ
レンカーボネート等の高誘電率溶媒は、電解質の溶解能
力が高いため、これらを用いることによりエネルギー密
度を高くすることができる。そして、負極に(002)
面の面間隔が0.340nm以下である炭素材料を用い
る場合はエチレンカーボネートを用いることが好まし
く、特に5体積%以上50体積%以下の範囲で非水溶媒
に含有することが好ましい。
Here, a solvent having a high dielectric constant such as ethylene carbonate (EC) or propylene carbonate (PC) is used.
-Methyl-2-oxazolidone (OZ) alone may be used as a mixture, but for example, low-viscosity solvents such as 1,2-dimethoxyethane (DME), 2-methyl-tetrahydrofuran (2-MeTHF), and methyl propionate (M
P), ethyl propionate (EP), methyl butyrate (M
B), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), diethyl carbonate (DE
C) and the like can be further mixed and used. Among them, mixing a chain ester such as methyl propionate (MP), ethyl propionate (EP), methyl butyrate (MB), dimethyl carbonate (DMC), methyl ethyl carbonate (MEC), and diethyl carbonate (DEC). Dimethyl carbonate (DM)
It is more preferable to mix chain carbonates such as C), methyl ethyl carbonate (MEC), and diethyl carbonate (DEC). Since a high dielectric constant solvent such as ethylene carbonate or propylene carbonate has a high ability to dissolve the electrolyte, the energy density can be increased by using these solvents. Then, (002)
When a carbon material having a plane spacing of 0.340 nm or less is used, it is preferable to use ethylene carbonate, and it is particularly preferable that the carbon material be contained in the nonaqueous solvent in a range of 5% by volume to 50% by volume.

【0031】また、上述したような低粘度溶媒は、電解
質イオンの移送能力が高いため、これらを用いることに
より、イオン伝導度を良好にすることができる。その中
でも鎖状エステル類、特に鎖状炭酸エステル類は、その
効果が大きいため、特に好適に用いることができる。
Since the low-viscosity solvent as described above has a high ability to transport electrolyte ions, the use of such a solvent can improve the ionic conductivity. Among them, chain esters, particularly chain carbonates, can be used particularly preferably because of their great effect.

【0032】そして、3−メチル−2−オキサゾリドン
は、上述したような高誘電率溶媒と低粘度溶媒との混合
溶媒に0.05体積%以上1体積%未満の範囲で混合す
ることにより、初期放電容量、サイクル特性、低温特性
及び負荷特性を向上させることができる。また、これら
の効果は、炭素材料を負極として用いた非水電解液電池
において特に大きく発揮される。ここで、3−メチル−
2−オキサゾリドンの、高誘電率溶媒と低粘度溶媒との
混合溶媒への混合比率を0.05体積%以上としたの
は、混合比率が0.05体積%よりも少ないと、上述し
たような効果を十分に発揮することができないからであ
る。また、3−メチル−2−オキサゾリドンの、高誘電
率溶媒と低粘度溶媒との混合溶媒への混合比率を1体積
%未満としたのは、混合比率が1体積%以上であると、
初期放電容量及びサイクル特性が低下してしまうからで
ある。
The 3-methyl-2-oxazolidone is initially mixed with the above mixed solvent of a high dielectric constant solvent and a low viscosity solvent in a range of 0.05 vol% or more and less than 1 vol%. Discharge capacity, cycle characteristics, low-temperature characteristics, and load characteristics can be improved. These effects are particularly significant in a nonaqueous electrolyte battery using a carbon material as a negative electrode. Where 3-methyl-
The reason why the mixing ratio of 2-oxazolidone to the mixed solvent of the high dielectric constant solvent and the low viscosity solvent is set to 0.05 vol% or more is that the mixing ratio is less than 0.05 vol% as described above. This is because the effect cannot be sufficiently exhibited. Further, the reason that the mixing ratio of 3-methyl-2-oxazolidone to the mixed solvent of the high dielectric constant solvent and the low viscosity solvent is less than 1% by volume is that the mixing ratio is 1% by volume or more.
This is because the initial discharge capacity and cycle characteristics are reduced.

【0033】また、上記の非水溶媒に溶解させる電解質
は、特に限定されるものではなく、従来の非水電解液二
次電池に用いられているものを使用することができる。
例えば、LiClO4、LiAsF6、LiPF6、LiB
4、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22等を用い
ることができる。そして、その中でもLiPF6、Li
BF4などは、電導率が高いことから特に好適に用いら
れる。
The electrolyte to be dissolved in the non-aqueous solvent is not particularly limited, and those used in conventional non-aqueous electrolyte secondary batteries can be used.
For example, LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6, LiB
F 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and the like can be used. And, among them, LiPF 6 , Li
BF 4 and the like are particularly preferably used because of their high conductivity.

【0034】そして、電池構成については、特に限定さ
れるものではなく、巻型、積層型、円筒型、角形、コイ
ン型、ボタン型等種々の形状に適用することができる。
The structure of the battery is not particularly limited, and can be applied to various shapes such as a wound shape, a laminated shape, a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, and a button shape.

【0035】[0035]

【実施例】以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に
説明する。ここでは、実施例、比較例として図1に示す
円筒型非水電解液二次電池を作製した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments. Here, cylindrical non-aqueous electrolyte secondary batteries shown in FIG. 1 were produced as examples and comparative examples.

【0036】実施例1 まず、負極1を次のように作製した。 Example 1 First, a negative electrode 1 was produced as follows.

【0037】出発原料に石油ピッチを用い、これに酸素
を含む官能基を10〜20%導入した後、不活性ガス気
流中1000℃で焼成し、ガラス状炭素に近い難黒鉛化
炭素材料を得た。得られた難黒鉛化炭素材料についてX
線回折測定を行ったところ、(002)面の面間隔は
0.376nmであり、真密度は1.58g/cm3
あった。この難黒鉛化炭素材料を粉砕し、平均粒径10
μmの炭素材料粉末とした。
A petroleum pitch is used as a starting material, and a functional group containing oxygen is introduced therein by 10 to 20%, and then calcined at 1000 ° C. in an inert gas stream to obtain a non-graphitizable carbon material close to glassy carbon. Was. About the obtained non-graphitizable carbon material, X
As a result of a line diffraction measurement, the (002) plane spacing was 0.376 nm, and the true density was 1.58 g / cm 3 . This non-graphitizable carbon material is pulverized to an average particle size of 10
μm carbon material powder.

【0038】そして、この炭素材料粉末90重量部と、
結着剤としてポリフッ化ビニリデン10重量部とを混合
して、負極合剤を調製し、さらにこれをN−メチル−2
−ピロリドンに分散させて、スラリー状とした。そし
て、このスラリーを負極集電体9である厚さ10μmの
帯状の銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥後ロールプレス
機で圧縮成型し、負極1を作製した。
Then, 90 parts by weight of the carbon material powder,
A negative electrode mixture was prepared by mixing 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder, and further mixed with N-methyl-2.
-Dispersed in pyrrolidone to form a slurry. Then, this slurry was uniformly applied to both surfaces of a 10 μm-thick strip-shaped copper foil as the negative electrode current collector 9, dried, and then compression-molded with a roll press to produce a negative electrode 1.

【0039】次に、正極2を次のように作製した。Next, the positive electrode 2 was produced as follows.

【0040】炭酸リチウムと炭酸コバルトとを0.5モ
ル:1モルの比率で混合し、空気中900℃で5時間焼
成することにより、正極活物質(LiCoO2)を得
た。そして、このLiCoO291重量部と、導電剤と
してグラファイト6重量部と、結着剤としてポリフッ化
ビニリデン3重量部とを混合して正極合剤を調製し、さ
らにこれをN−メチル−2−ピロリドンに分散させてス
ラリー状とした。そして、このスラリーを正極集電体1
0である厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に均一に
塗布し、乾燥後ロールプレス機で圧縮成型し、正極2を
作製した。
Lithium carbonate and cobalt carbonate were mixed at a ratio of 0.5 mol: 1 mol, and calcined in air at 900 ° C. for 5 hours to obtain a positive electrode active material (LiCoO 2 ). Then, 91 parts by weight of this LiCoO 2 , 6 parts by weight of graphite as a conductive agent, and 3 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder were mixed to prepare a positive electrode mixture, and this was further mixed with N-methyl-2-. It was dispersed in pyrrolidone to form a slurry. Then, this slurry is mixed with the positive electrode current collector 1.
The positive electrode 2 was produced by uniformly applying the solution to both sides of a 20 μm-thick aluminum foil having a thickness of 0, drying and compression molding with a roll press.

【0041】次に、厚さ25μmの微多孔性ポリプロピ
レンフィルムからなるセパレータ3を介して、負極1と
正極2とを順次積層し、渦巻型に多数回巻回することに
より巻回体を作製した。そして、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4を挿入し、巻回体を
収納した。そして、負極の集電をとるために、ニッケル
製の負極リード11の一端を負極1に圧着し、他端を電
池缶5に溶接した。また、正極の集電をとるために、ア
ルミニウム製の正極リード12の一端を正極2に取り付
け、他端を電池内圧に応じて電流を遮断する電流遮断用
薄板8を介して電池蓋7と電気的に接続した。
Next, a negative electrode 1 and a positive electrode 2 were sequentially laminated via a separator 3 made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm, and wound in a spiral shape many times to produce a wound body. . Then, the insulating plate 4 was inserted into the bottom of the nickel-plated iron battery can 5 to house the wound body. Then, in order to collect the current of the negative electrode, one end of a nickel negative electrode lead 11 was pressed against the negative electrode 1 and the other end was welded to the battery can 5. Further, in order to collect the current of the positive electrode, one end of an aluminum positive electrode lead 12 is attached to the positive electrode 2, and the other end is electrically connected to the battery lid 7 via a current interrupting thin plate 8 which interrupts current according to the internal pressure of the battery. Connected.

【0042】次に、プロピレンカーボネート(PC)2
9.95体積%と、ジメチルカーボネート(DMC)7
0体積%と、3−メチル−2−オキサゾリドン(OZ)
0.05体積%との混合溶媒中に、電解質としてLiP
61mol/lを溶解させた非水電解液を用意した。
そして、この非水電解液を電池缶5の中に注入し、アス
ファルトを塗布した絶縁封口ガスケット6を介して電池
缶5をかしめることにより電池蓋7を固定し、直径18
mm、高さ65mmの円筒型非水電解液二次電池を作製
した。
Next, propylene carbonate (PC) 2
9.95% by volume and dimethyl carbonate (DMC) 7
0% by volume and 3-methyl-2-oxazolidone (OZ)
LiP as an electrolyte in a mixed solvent with 0.05% by volume
A non-aqueous electrolyte in which 1 mol / l of F 6 was dissolved was prepared.
Then, the non-aqueous electrolyte is injected into the battery can 5, and the battery can 5 is caulked through the insulating sealing gasket 6 coated with asphalt to fix the battery cover 7, and the diameter 18
A cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery having a height of 65 mm and a height of 65 mm was produced.

【0043】実施例2〜実施例5 非水電解液として、プロピレンカーボネート(PC)
と、ジメチルカーボネート(DMC)と、3−メチル−
2−オキサゾリドン(OZ)とを表1に示す混合比率に
て混合し、電解質としてLiPF61mol/lを溶解
させたものを用いたこと以外は、実施例1と同様にして
円筒型非水電解液二次電池を作製した。
Examples 2 to 5 Propylene carbonate (PC) was used as the non-aqueous electrolyte.
And dimethyl carbonate (DMC) and 3-methyl-
2-oxazolidone (OZ) was mixed at the mixing ratio shown in Table 1, and a non-aqueous electrolytic solution of cylindrical type was used in the same manner as in Example 1 except that an electrolyte in which 1 mol / l of LiPF 6 was dissolved was used as an electrolyte. A liquid secondary battery was manufactured.

【0044】実施例6 負極1を次のようにして作製した。 Example 6 A negative electrode 1 was produced as follows.

【0045】負極活物質として、黒鉛粉末(ロンザ社
製、商品名KS−75)を用い、この黒鉛粉末(KS−
75)を90重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリ
デン10重量部とを混合して、負極合剤を調製し、さら
にこれをN−メチル−2−ピロリドンに分散させて、ス
ラリー状とした。そして、このスラリーを負極集電体9
である厚さ10μmの帯状の銅箔の両面に均一に塗布
し、乾燥後ロールプレス機で圧縮成型し、負極1を作製
した。上記黒鉛粉末(KS−75)は、(002)の面
間隔が0.3358nm、C軸結晶子厚みが25.4n
m、ラマンスペクトルにおけるG値が8.82、真密度
が2.23g/cm3なる結晶構造を有し、平均粒径は
28.4μmである。
As the negative electrode active material, graphite powder (KS-75, manufactured by Lonza Co., Ltd.) was used.
75) was mixed with 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride as a binder to prepare a negative electrode mixture, which was further dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. . Then, this slurry is mixed with the negative electrode current collector 9.
Was coated uniformly on both sides of a 10 μm-thick strip-shaped copper foil, dried, and compression-molded with a roll press to produce a negative electrode 1. The graphite powder (KS-75) has a (002) plane spacing of 0.3358 nm and a C-axis crystallite thickness of 25.4 n.
m, a crystal structure having a G value of 8.82 in Raman spectrum, a true density of 2.23 g / cm 3 , and an average particle size of 28.4 μm.

【0046】正極2は、実施例1と同様にして作製し
た。
The positive electrode 2 was produced in the same manner as in Example 1.

【0047】非水電解液は、エチレンカーボネート(E
C)29.95体積%と、ジメチルカーボネート(DM
C)70体積%と、3−メチル−2−オキサゾリドン
(OZ)0.05体積%との混合溶媒中に、電解質とし
てLiPF61mol/lを溶解させたものを用意し
た。
The non-aqueous electrolyte is ethylene carbonate (E
C) 29.95% by volume of dimethyl carbonate (DM
C) A solution prepared by dissolving 1 mol / l of LiPF 6 as an electrolyte in a mixed solvent of 70% by volume and 0.05% by volume of 3-methyl-2-oxazolidone (OZ) was prepared.

【0048】上記以外は、実施例1と同様にして円筒型
非水電解液二次電池を作製した。
Except for the above, a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was manufactured in the same manner as in Example 1.

【0049】実施例7〜実施例10 非水電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、
ジメチルカーボネート(DMC)と、3−メチル−2−
オキサゾリドンとを表1に示す混合比率にて混合し、電
解質としてLiPF61mol/lを溶解させたものを
用いたこと以外は、実施例6と同様にして円筒型非水電
解液電池を作製した。
Examples 7 to 10 Ethylene carbonate (EC) was used as a non-aqueous electrolyte.
Dimethyl carbonate (DMC) and 3-methyl-2-
Oxazolidone was mixed at a mixing ratio shown in Table 1 and a cylindrical nonaqueous electrolyte battery was produced in the same manner as in Example 6, except that a solution in which 1 mol / l of LiPF 6 was dissolved was used as an electrolyte. .

【0050】比較例1 非水電解液として、プロピレンカーボネート(PC)3
0体積%と、ジメチルカーボネート(DMC)70体積
%との混合溶媒中に、電解質としてLiPF61mol
/lを溶解させたものを用いたこと以外は、実施例1と
同様にして円筒型非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Example 1 Propylene carbonate (PC) 3 was used as the non-aqueous electrolyte.
1 mol of LiPF 6 as an electrolyte in a mixed solvent of 0 vol% and 70 vol% of dimethyl carbonate (DMC)
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1, except that a solution prepared by dissolving / l was used.

【0051】比較例2〜比較例6 非水電解液として、プロピレンカーボネート(PC)
と、ジメチルカーボネート(DMC)と、3−メチル−
2−オキサゾリドンとを表1に示す混合比率にて混合
し、電解質としてLiPF61mol/lを溶解させた
ものを用いたこと以外は、実施例1と同様にして円筒型
非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Examples 2 to 6 Propylene carbonate (PC) was used as the non-aqueous electrolyte.
And dimethyl carbonate (DMC) and 3-methyl-
2-oxazolidone was mixed at the mixing ratio shown in Table 1 and a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that a solution in which 1 mol / l of LiPF 6 was dissolved was used as an electrolyte. A battery was manufactured.

【0052】比較例7 非水電解液として、エチレンカーボネート(EC)30
体積%と、ジメチルカーボネート(DMC)70体積%
との混合溶媒中に、電解質としてLiPF61mol/
lを溶解させたものを用いたこと以外は、実施例6と同
様にして円筒型非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Example 7 As a non-aqueous electrolyte, ethylene carbonate (EC) 30
% By volume and 70% by volume of dimethyl carbonate (DMC)
In a mixed solvent with LiPF 6 1 mol /
A cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 6, except that a solution prepared by dissolving 1 was used.

【0053】比較例8〜比較例12 非水電解液として、エチレンカーボネート(EC)と、
ジメチルカーボネート(DMC)と、3−メチル−2−
オキサゾリドン(OZ)とを表1に示す混合比率にて混
合し、電解質としてLiPF61mol/lを溶解させ
たものを用いたこと以外は、実施例6と同様にして円筒
型非水電解液二次電池を作製した。
Comparative Examples 8 to 12 As a non-aqueous electrolyte, ethylene carbonate (EC) was used.
Dimethyl carbonate (DMC) and 3-methyl-2-
Oxazolidone (OZ) was mixed at the mixing ratio shown in Table 1, and a non-aqueous cylindrical electrolyte solution was prepared in the same manner as in Example 6 except that a solution in which 1 mol / l of LiPF 6 was dissolved was used as an electrolyte. A secondary battery was manufactured.

【0054】表1に、実施例1〜実施例10及び比較例
1〜比較例12の円筒型非水電解液電池の非水電解液を
調製する際の各溶媒の混合比率を示す。
Table 1 shows the mixing ratio of each solvent when preparing the non-aqueous electrolyte of the cylindrical non-aqueous electrolyte batteries of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 12.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】<評価>実施例1〜実施例10及び比較例
1〜比較例12において作製した非水電解液二次電池に
ついて、下記のようにして試験を実施し、サイクル特
性、低温特性及び負荷特性を評価した。
<Evaluation> The non-aqueous electrolyte secondary batteries produced in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 12 were tested as follows, and the cycle characteristics, low temperature characteristics and load were measured. The properties were evaluated.

【0057】(1)サイクル特性 まず、23℃において1Aの定電流充電を上限電圧4.
2Vまで行い、その後は、充電時間が合計3時間になる
まで定電圧充電を行った。続いて、0.7Aの定電流で
終止電圧2.75Vまで放電を行い、これを1サイクル
とした。そして、このような充放電を100サイクル繰
り返し、2サイクル目の容量を100%(初期放電容
量)としたときの100サイクル目の放電容量維持率
(%)を次式(1)により求めた。
(1) Cycle Characteristics First, charging at a constant current of 1 A at 23 ° C. was performed at an upper limit voltage of 4.
The charging was performed up to 2 V, and thereafter, constant-voltage charging was performed until the charging time reached a total of 3 hours. Subsequently, discharge was performed at a constant current of 0.7 A to a final voltage of 2.75 V, which was defined as one cycle. Then, such charge / discharge was repeated 100 cycles, and the discharge capacity retention ratio (%) at the 100th cycle when the capacity at the second cycle was 100% (initial discharge capacity) was determined by the following equation (1).

【0058】[0058]

【数1】 (Equation 1)

【0059】実施例1〜実施例5及び比較例1〜比較例
6(プロピレンカーボネート(PC)系電解液使用)に
おける試験の結果を図2に示す。図2において初期放電
容量の結果は、3−メチル−2−オキサゾリドン(O
Z)を電解液に混合していない比較例1の2サイクル目
の放電容量を100%とした。
FIG. 2 shows the results of tests in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 (using a propylene carbonate (PC) electrolyte). In FIG. 2, the result of the initial discharge capacity is 3-methyl-2-oxazolidone (O
The discharge capacity in the second cycle of Comparative Example 1 in which Z) was not mixed with the electrolytic solution was set to 100%.

【0060】また、実施例6〜実施例10及び比較例7
〜比較例12(エチレンカーボネート(EC)系電解液
使用)における試験の結果を図3に示す。図3において
初期放電容量の結果は、3−メチル−2−オキサゾリド
ン(OZ)を電解液に混合していない比較例7の2サイ
クル目の放電容量を100%とした。
Examples 6 to 10 and Comparative Example 7
FIG. 3 shows the results of tests in Comparative Example 12 (using an ethylene carbonate (EC) electrolyte). In FIG. 3, the result of the initial discharge capacity is 100% of the discharge capacity in the second cycle of Comparative Example 7 in which 3-methyl-2-oxazolidone (OZ) is not mixed with the electrolytic solution.

【0061】(2)低温特性 −20℃、−10℃、0℃の3種類の温度条件下におい
て、1Aの定電流充電を上限電圧4.2Vまで行い、そ
の後は、充電時間が合計3時間になるまで定電圧充電を
行った。続いて、0.7Aの定電流で終止電圧2.75
Vまで放電を行い、それぞれの温度における放電容量
(%)を求めた。
(2) Low-temperature characteristics Under three kinds of temperature conditions of -20 ° C., -10 ° C. and 0 ° C., constant current charging of 1 A is performed up to an upper limit voltage of 4.2 V, and thereafter, charging time is 3 hours in total. The battery was charged at a constant voltage until. Subsequently, the cut-off voltage is 2.75 at a constant current of 0.7 A.
Discharge was performed to V, and discharge capacity (%) at each temperature was determined.

【0062】実施例1〜実施例5及び比較例1〜比較例
6(プロピレンカーボネート(PC)系電解液使用)に
おける試験の結果を図4に示す。図4においては、3−
メチル−2−オキサゾリドン(OZ)を電解液に混合し
ていない比較例1の放電容量を100%とした。
FIG. 4 shows the results of tests in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 (using a propylene carbonate (PC) electrolyte). In FIG. 4, 3-
The discharge capacity of Comparative Example 1 in which methyl-2-oxazolidone (OZ) was not mixed with the electrolytic solution was set to 100%.

【0063】また、実施例6〜実施例10及び比較例7
〜比較例12(エチレンカーボネート(EC)系電解液
使用)における試験の結果を図5に示す。図5において
は、3−メチル−2−オキサゾリドン(OZ)を電解液
に混合していない比較例7の放電容量を100%とし
た。
Examples 6 to 10 and Comparative Example 7
FIG. 5 shows the results of tests in Comparative Example 12 (using an ethylene carbonate (EC) electrolyte). In FIG. 5, the discharge capacity of Comparative Example 7 in which 3-methyl-2-oxazolidone (OZ) was not mixed with the electrolytic solution was set to 100%.

【0064】(3)負荷特性 まず、23℃において1Aの定電流充電を上限電圧4.
2Vまで行い、その後は、充電時間が合計3時間になる
まで定電圧充電を行った。続いて、0.2A、0.7
A、2Aの3種類の定電流で終止電圧2.75Vまで放
電を行い、それぞれの電流値における放電容量(%)を
求めた。
(3) Load Characteristics First, a constant current charge of 1 A at 23 ° C. was performed with an upper limit voltage of 4.
The charging was performed up to 2 V, and thereafter, constant-voltage charging was performed until the charging time reached a total of 3 hours. Subsequently, 0.2A, 0.7
Discharge was performed to a final voltage of 2.75 V with three types of constant currents A and 2A, and the discharge capacity (%) at each current value was determined.

【0065】実施例1〜実施例5及び比較例1〜比較例
6(プロピレンカーボネート(PC)系電解液使用)に
おける試験の結果を図6に示す。図6においては、3−
メチル−2−オキサゾリドン(OZ)を電解液に混合し
ていない比較例1の放電容量を100%とした。
FIG. 6 shows the results of tests in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6 (using a propylene carbonate (PC) electrolyte). In FIG. 6, 3-
The discharge capacity of Comparative Example 1 in which methyl-2-oxazolidone (OZ) was not mixed with the electrolytic solution was set to 100%.

【0066】また、実施例6〜実施例10及び比較例7
〜比較例12(エチレンカーボネート(EC)系電解液
使用)における試験の結果を図7に示す。図7において
は、3−メチル−2−オキサゾリドン(OZ)を電解液
に混合していない比較例7の放電容量を100%とし
た。
Examples 6 to 10 and Comparative Example 7
FIG. 7 shows the results of tests in Comparative Example 12 (using an ethylene carbonate (EC) electrolyte). In FIG. 7, the discharge capacity of Comparative Example 7 in which 3-methyl-2-oxazolidone (OZ) was not mixed with the electrolytic solution was set to 100%.

【0067】図2及び図3より、非水電解液中に3−メ
チル−2−オキサゾリドンを0.05体積%以上1体積
%未満の範囲で含有する実施例1〜実施例10の非水電
解液二次電池は、非水電解液中に3−メチル−2−オキ
サゾリドンを0.05体積%未満及び1体積%以上の範
囲で含有する比較例1〜比較例12の非水電解液二次電
池と比較して初期放電容量が向上していることがわか
る。また、放電容量維持率においても実施例1〜実施例
10の非水電解液二次電池は、全て90%以上という高
い放電容量維持率を示しているが、比較例1〜比較例1
2の非水電解液二次電池の放電容量維持率は、全て90
%を下回っている。したがって、これより、非水電解液
中に3−メチル−2−オキサゾリドンを0.05体積%
以上1体積%未満の範囲で含有することによって、非水
電解液二次電池は初期放電容量及び放電容量維持率が向
上することがわかる。
2 and 3, the non-aqueous electrolytic solutions of Examples 1 to 10 in which 3-methyl-2-oxazolidone is contained in the non-aqueous electrolytic solution in a range of 0.05 vol% or more and less than 1 vol%. The liquid secondary batteries are the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Examples 1 to 12 in which 3-methyl-2-oxazolidone is contained in the non-aqueous electrolyte solution in a range of less than 0.05% by volume and 1% by volume or more. It can be seen that the initial discharge capacity is improved as compared with the battery. In addition, the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 10 all showed a high discharge capacity retention ratio of 90% or more in the discharge capacity retention ratio.
The discharge capacity retention rates of the non-aqueous electrolyte secondary batteries of No. 2 were all 90
%. Therefore, from this, 0.05% by volume of 3-methyl-2-oxazolidone is contained in the non-aqueous electrolyte.
It can be seen that the non-aqueous electrolyte secondary battery improves the initial discharge capacity and the discharge capacity retention rate by containing it in the range of less than 1% by volume.

【0068】図4及び図5より、非水電解液中に3−メ
チル−2−オキサゾリドンを0.05体積%以上1体積
%未満の範囲で含有する実施例1〜実施例10の非水電
解液二次電池は、非水電解液中に3−メチル−2−オキ
サゾリドンを0.05体積%未満及び1体積%以上の範
囲で含有する比較例1〜比較例12の非水電解液二次電
池と比較して、0℃、−10℃、−20℃の全ての温度
において放電容量が向上していることがわかる。したが
って、これより、非水電解液中に3−メチル−2−オキ
サゾリドンを0.05体積%以上1体積%未満の範囲で
含有することによって、非水電解液二次電池は低温にお
いても放電容量が向上すること、すなわち、低温特性が
向上することがわかる。
4 and 5, the non-aqueous electrolytic solutions of Examples 1 to 10 in which 3-methyl-2-oxazolidone is contained in the non-aqueous electrolytic solution in a range of 0.05% by volume to less than 1% by volume. The liquid secondary batteries are the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Examples 1 to 12 in which 3-methyl-2-oxazolidone is contained in the non-aqueous electrolyte solution in a range of less than 0.05% by volume and 1% by volume or more. It can be seen that the discharge capacity is improved at all temperatures of 0 ° C., −10 ° C., and −20 ° C. as compared with the battery. Therefore, by including 3-methyl-2-oxazolidone in the non-aqueous electrolyte in the range of 0.05% by volume or more and less than 1% by volume, the non-aqueous electrolyte secondary battery has a discharge capacity even at a low temperature. Is improved, that is, the low-temperature characteristics are improved.

【0069】図6及び図7より、非水電解液中に3−メ
チル−2−オキサゾリドンを0.05体積%以上1体積
%未満の範囲で含有する実施例1〜実施例10の非水電
解液二次電池は、非水電解液中に3−メチル−2−オキ
サゾリドンを0.05体積%未満及び1体積%以上の範
囲で含有する比較例1〜比較例12の非水電解液二次電
池と比較して、放電電流が0.2A、0.7A、2Aの
全ての放電条件において放電容量が向上していることが
わかる。したがって、これより、非水電解液中に3−メ
チル−2−オキサゾリドンを0.05体積%以上1体積
%未満の範囲で含有することによって、非水電解液二次
電池は放電時の負荷を大きくした場合においても放電容
量が向上すること、すなわち、負荷特性が向上すること
がわかる。
6 and 7, the non-aqueous electrolytes of Examples 1 to 10 in which 3-methyl-2-oxazolidone is contained in the non-aqueous electrolyte in a range of 0.05 vol% or more and less than 1 vol%. The liquid secondary batteries are the non-aqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Examples 1 to 12 in which 3-methyl-2-oxazolidone is contained in the non-aqueous electrolyte solution in a range of less than 0.05% by volume and 1% by volume or more. It can be seen that the discharge capacity is improved under all discharge conditions where the discharge current is 0.2 A, 0.7 A, and 2 A, as compared with the battery. Therefore, by including 3-methyl-2-oxazolidone in the non-aqueous electrolyte in the range of 0.05% by volume or more and less than 1% by volume, the non-aqueous electrolyte secondary battery can reduce the load during discharging. It can be seen that the discharge capacity is improved even when it is increased, that is, the load characteristics are improved.

【0070】[0070]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、リチ
ウムをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料から
なる負極と、リチウムと1種以上の遷移金属との複合酸
化物からなる正極と、非水溶媒に電解質が溶解されてな
る非水電解液とを備えてなる非水電解液二次電池におい
て、非水電解液中に3−メチル−2−オキサゾリドンを
0.05体積%以上1体積%未満の範囲で含有させるこ
とにより、優れた初期特性、サイクル特性、低温特性及
び負荷特性を兼ね備えた非水電解液電池を提供すること
ができる。
As described above, according to the present invention, a negative electrode made of a carbon material capable of doping and undoping lithium and a positive electrode made of a composite oxide of lithium and one or more transition metals are used. A non-aqueous electrolyte solution comprising an electrolyte dissolved in a non-aqueous solvent, wherein the non-aqueous electrolyte solution contains 3-methyl-2-oxazolidone in an amount of 0.05% by volume or more. By containing less than the volume%, a non-aqueous electrolyte battery having excellent initial characteristics, cycle characteristics, low-temperature characteristics, and load characteristics can be provided.

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

【図1】本発明を適用した円筒型非水電解液二次電池の
縦断面図である。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a cylindrical nonaqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied.

【図2】実施例1〜実施例5及び比較例1〜比較例6の
初期放電容量と放電容量維持率を示す特性図である。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing an initial discharge capacity and a discharge capacity retention ratio of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6.

【図3】実施例6〜実施例10及び比較例7〜比較例1
2の初期放電容量と放電容量維持率を示す特性図であ
る。
FIG. 3 shows Examples 6 to 10 and Comparative Examples 7 to 1
2 is a characteristic diagram showing an initial discharge capacity and a discharge capacity retention ratio of No. 2; FIG.

【図4】実施例1〜実施例5及び比較例1〜比較例6の
低温特性を示す特性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing low-temperature characteristics of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6.

【図5】実施例6〜実施例10及び比較例7〜比較例1
2の低温特性を示す特性図である。
FIG. 5 shows Examples 6 to 10 and Comparative Examples 7 to 1
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating low-temperature characteristics of the second example.

【図6】実施例1〜実施例5及び比較例1〜比較例6の
負荷特性を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram showing load characteristics of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 6.

【図7】実施例6〜実施例10及び比較例7〜比較例1
2の負荷特性を示す特性図である。
FIG. 7 shows Examples 6 to 10 and Comparative Examples 7 to 1;
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating a load characteristic of No. 2;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 負極、2 正極、3 セパレータ、4 絶縁板、5
電池缶、6 絶縁封口ガスケット、7 電池蓋、8
電流遮断用薄板、9 負極集電体、10 正極集電体、
11 負極リード、12 正極リード
1 negative electrode, 2 positive electrode, 3 separator, 4 insulating plate, 5
Battery can, 6 Insulation sealing gasket, 7 Battery lid, 8
Current interrupting thin plate, 9 negative electrode current collector, 10 positive electrode current collector,
11 negative electrode lead, 12 positive electrode lead

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムをドープ・脱ドープすることが
可能な炭素材料からなる負極と、リチウムと1種以上の
遷移金属との複合酸化物からなる正極と、非水溶媒に電
解質が溶解されてなる非水電解液とを備えてなる非水電
解液二次電池において、 上記非水電解液は、下記化1で表される3−メチル−2
−オキサゾリドンを0.05体積%以上1体積%未満の
範囲で含有することを特徴とする非水電解液二次電池。 【化1】
1. An anode made of a carbon material capable of doping and undoping lithium, a cathode made of a composite oxide of lithium and one or more transition metals, and an electrolyte dissolved in a non-aqueous solvent. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is 3-methyl-2 represented by the following chemical formula 1.
-A non-aqueous electrolyte secondary battery containing oxazolidone in a range of 0.05 vol% or more and less than 1 vol%. Embedded image
【請求項2】 上記非水溶媒は、プロピレンカーボネー
トを含有することを特徴とする請求項1記載の非水電解
液二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent contains propylene carbonate.
【請求項3】 上記非水溶媒は、プロピレンカーボネー
トと鎖状エステルとを含有することを特徴とする請求項
1記載の非水電解液二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent contains propylene carbonate and a chain ester.
【請求項4】 上記鎖状エステルは、ジメチルカーボネ
ート、メチルエチルカーボネート及びジエチルカーボネ
ートからなる群より選ばれた化合物であることを特徴と
する請求項3記載の非水電解液二次電池。
4. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 3, wherein the chain ester is a compound selected from the group consisting of dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate.
【請求項5】 上記非水溶媒は、エチレンカーボネート
を含有することを特徴とする請求項1記載の非水電解液
二次電池。
5. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent contains ethylene carbonate.
【請求項6】 上記非水溶媒は、エチレンカーボネート
と鎖状エステルとを含有することを特徴とする請求項1
記載の非水電解液二次電池。
6. The non-aqueous solvent according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent contains ethylene carbonate and a chain ester.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the above.
【請求項7】 上記鎖状エステルは、ジメチルカーボネ
ート、メチルエチルカーボネート及びジエチルカーボネ
ートからなる群より選ばれた化合物であることを特徴と
する請求項6記載の非水電解液二次電池。
7. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 6, wherein the chain ester is a compound selected from the group consisting of dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate.
【請求項8】 上記負極は、(002)面の面間隔が
0.340nm以下の炭素材料であることを特徴とする
請求項1記載の非水電解液二次電池。
8. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode is a carbon material having a (002) plane spacing of 0.340 nm or less.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1220348A3 (en) * 2000-12-28 2002-07-24 Japan Storage Battery Co., Ltd. Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2003007333A (en) * 2001-06-26 2003-01-10 Mitsubishi Chemicals Corp Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2013258029A (en) * 2012-06-12 2013-12-26 Osaka Gas Co Ltd Electrolyte and photoelectric conversion element

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