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JP2001126760A - Non-aqueous electrolyte type secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte type secondary battery

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Publication number
JP2001126760A
JP2001126760A JP30038099A JP30038099A JP2001126760A JP 2001126760 A JP2001126760 A JP 2001126760A JP 30038099 A JP30038099 A JP 30038099A JP 30038099 A JP30038099 A JP 30038099A JP 2001126760 A JP2001126760 A JP 2001126760A
Authority
JP
Japan
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volume
lithium
carbonate
aqueous electrolyte
secondary battery
Prior art date
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Pending
Application number
JP30038099A
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Japanese (ja)
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JP2001126760A5 (en
Inventor
Takeshi Osawa
剛 大澤
Takao Nirasawa
貴夫 韮沢
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.)
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JP2001126760A publication Critical patent/JP2001126760A/en
Publication of JP2001126760A5 publication Critical patent/JP2001126760A5/ja
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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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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の内部抵抗及び内部抵抗上昇率を抑え、
高出力で長寿命の二次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムをドープ又は脱ドープ可能なリ
チウム含有化合物からなる正極6と、リチウムをドープ
又は脱ドープ可能な難黒鉛化炭素質材料からなる負極5
と、非水電解液とを備え、この非水電解液が、エチレン
カーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカー
ボネートとの混合液に、六フッ化燐酸リチウムを溶解さ
せた溶液からなることを特徴とする。
(57) [Abstract] [Problem] To suppress the internal resistance and internal resistance rise rate of a battery,
Provide a high output and long life secondary battery. SOLUTION: A positive electrode 6 made of a lithium-containing compound capable of doping or undoping lithium, and a negative electrode 5 made of a non-graphitizable carbonaceous material capable of doping or undoping lithium.
And a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is a solution obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate in a mixture of ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムをドープ
(吸蔵)及び脱ドープ(放出)する正極活物質及び負極
活物質と、非水電解液とを用いた非水電解液型二次電池
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery using a positive electrode active material and a negative electrode active material which dope (occlude) and de-dope (release) lithium, and a non-aqueous electrolyte. Things.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、地球環境の汚染及び地球の温暖化
について世界各国で関心が高まっており、その対策とし
て大きな効果を発揮すると考えられる高性能電気自動車
やハイブリッド自動車の普及が求められ、それらに使用
するための高性能な二次電池の開発が求められている。
2. Description of the Related Art In recent years, interest in the pollution of the global environment and global warming has been increasing around the world, and high-performance electric vehicles and hybrid vehicles, which are expected to exert great effects, have been demanded as countermeasures. There is a demand for the development of high-performance secondary batteries for use in batteries.

【0003】そこで、放電電圧が高くて自己放電が少な
く、かつサイクル寿命の長い二次電池として、最近、ニ
ッケル・カドミウム電池や鉛電池等に代わり、負極に炭
素材料のような、リチウムイオンをドープ及び脱ドープ
することができる物質を用い、正極にリチウム及びコバ
ルト複合酸化物のリチウム複合酸化物を用いた非水電解
液型二次電池、いわゆるリチウムイオン電池が盛んに研
究開発されるようになっている。
Therefore, as a secondary battery having a high discharge voltage, a small self-discharge, and a long cycle life, recently, instead of a nickel-cadmium battery or a lead battery, the negative electrode is doped with lithium ions such as a carbon material. Non-aqueous electrolyte secondary batteries using lithium composite oxides of lithium and cobalt composite oxides for the positive electrode using substances that can be undoped and so-called lithium ion batteries have been actively researched and developed. ing.

【0004】そしてこの非水電解液型二次電池は軽量で
かつ高容量であるため、携帯電話やノート型パソコン等
の携帯用電子機器に実用化されて普及しており、高性能
電気自動車やハイブリッド自動車用の二次電池としても
実用化が期待されている。そして、電気自動車やハイブ
リッド自動車用の二次電池には軽量でしかも大容量であ
ること、さらに耐久性が高く長寿命であることが要求さ
れる。さらに自動車の駆動にはモーターに非常に大きい
電流を供給する必要があるため、それに用いる二次電池
は大電流での放電が可能なこと、つまり高出力であるこ
とが特に求められている。
[0004] The non-aqueous electrolyte secondary battery is lightweight and has a high capacity. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery has been put to practical use in portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers, and has been widely used. It is also expected to be put to practical use as a secondary battery for hybrid vehicles. Secondary batteries for electric vehicles and hybrid vehicles are required to be lightweight and have a large capacity, and to have high durability and long life. In addition, since a very large current needs to be supplied to a motor for driving an automobile, it is particularly required that a secondary battery used for the motor be capable of discharging a large current, that is, has a high output.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の非水
電解液型二次電池は、長期間にわたり使用すると徐々に
内部抵抗が上昇するため、出力が次第に低下するという
問題を有している。この出力の低下は携帯用電子機器等
では実用上大きな支障とはならないが、電気自動車やハ
イブリッド自動車用においては、自動車の駆動に必要な
電流を供給できなくなり、重大な問題となる。
However, the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery has a problem that the output gradually decreases because the internal resistance gradually increases when used for a long period of time. Although this decrease in output does not cause a great problem in practical use in portable electronic devices and the like, in electric vehicles and hybrid vehicles, it becomes impossible to supply a current necessary for driving the vehicle, which is a serious problem.

【0006】そこで、本発明は、このような従来の実情
に鑑みてなされたものであり、高出力でかつ長寿命であ
る電気自動車及びハイブリッド自動車用として好適な非
水電解液型二次電池を提供することを目的としている。
Accordingly, the present invention has been made in view of such conventional circumstances, and provides a non-aqueous electrolyte secondary battery suitable for electric vehicles and hybrid vehicles having high output and long life. It is intended to provide.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、リチ
ウムをドープ又は脱ドープ可能なリチウム含有化合物か
らなる正極と、リチウムをドープ又は脱ドープ可能な難
黒鉛化炭素質材料からなる負極と、非水電解液とを備
え、前記非水電解液が、エチレンカーボネートとプロピ
レンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合液
に、六フッ化燐酸リチウムを溶解させた溶液からなるこ
とを特徴とする非水電解液型二次電池に係るものであ
る。
That is, the present invention provides a positive electrode comprising a lithium-containing compound capable of doping or undoping lithium, a negative electrode comprising a non-graphitizable carbonaceous material capable of doping or undoping lithium, and A non-aqueous electrolyte, comprising: a solution obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate in a mixture of ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate. It relates to a secondary battery.

【0008】本発明の非水電解液型二次電池によれば、
前記六フッ化燐酸リチウム(ヘキサフルオロ燐酸リチウ
ム)を非水電解液の溶質として用いることにより、電池
の内部抵抗を低くすることができるため、高出力で電気
自動車やハイブリッド自動車用などに適した電池とな
る。
According to the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention,
By using the lithium hexafluorophosphate (lithium hexafluorophosphate) as a solute of the non-aqueous electrolyte, the internal resistance of the battery can be reduced, so that the battery has a high output and is suitable for electric vehicles and hybrid vehicles. Becomes

【0009】また、溶媒としてエチレンカーボネートと
プロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとを用
いることにより、初期の内部抵抗が低くなり、長期間に
わたる使用においても内部抵抗の上昇が小さくて出力低
下が少なくなり、高出力で長寿命化が可能となる。
Further, by using ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate as the solvent, the initial internal resistance is reduced, and even when used for a long period of time, the rise in the internal resistance is small, the output is reduced, and the output is reduced. And a longer life can be achieved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】本発明の非水電解液型二次電池に
おいては、エチレンカーボネートが5容量%以上、50
容量%以下、プロピレンカーボネートが10容量%以
上、60容量%以下、ジメチルカーボネートが10容量
%以上、60容量%以下の割合で混合された混合液が非
水溶媒として用いられるのがよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, ethylene carbonate contains 5% by volume or more and 50% by volume or less.
It is preferable that a mixed solution in which propylene carbonate is mixed in a ratio of 10% by volume or more and 60% by volume or less and dimethyl carbonate is mixed in a ratio of 10% by volume or more and 60% by volume or less is used as the nonaqueous solvent.

【0011】また、セパレータを介して正極と負極とが
巻回された電極積層体を有するのがよい。
It is preferable to have an electrode laminate in which a positive electrode and a negative electrode are wound via a separator.

【0012】以下、好ましい実施の形態を挙げて、適
宜、図面を参照しながら本発明をさらに具体的に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of preferred embodiments with reference to the drawings as appropriate.

【0013】まず、図2は、実施の形態による非水電解
液型二次電池の構造を示すものである。この二次電池は
円筒状の電池缶1の内壁とセンターピン2との間に、そ
れぞれ集電体3、4と一体に負極5と正極6とがセパレ
ータ7を介して交互に巻回された積層構造を有し、この
電極積層体11は非水電解液(図示せず)が含浸されて
いる。電極積層体11の上下には絶縁板8が設けられ、
その下部は負極リード9に接続する電池缶底部10で塞
がれ、またその上部は正極リード12に接続し、過充・
放電時に内部ガス圧を放出する安全弁13と、さらにそ
の上を覆う電池蓋14とによって塞がれている。なお、
図中の15は正・負極間を絶縁するガスケット、16は
過放電防止用のPTC(Positive temperature coeffic
ient)素子である。
First, FIG. 2 shows a structure of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment. In this secondary battery, a negative electrode 5 and a positive electrode 6 are alternately wound integrally with current collectors 3 and 4 via a separator 7 between an inner wall of a cylindrical battery can 1 and a center pin 2. The electrode laminate 11 has a laminated structure, and is impregnated with a non-aqueous electrolyte (not shown). Insulating plates 8 are provided above and below the electrode laminate 11,
The lower part is closed by a battery can bottom 10 connected to the negative electrode lead 9, and the upper part is connected to the positive electrode lead 12
It is closed by a safety valve 13 that releases internal gas pressure at the time of discharge and a battery lid 14 that covers the safety valve 13. In addition,
In the figure, reference numeral 15 denotes a gasket for insulating between the positive and negative electrodes, and 16 denotes a PTC (Positive temperature coeffic) for preventing overdischarge.
ient) element.

【0014】この非水電解液型二次電池においては、基
本的にリチウムイオンのドープ及び脱ドープの可能な正
極5と負極6とから構成され、これらの電極は通常、多
孔物質等からなるセパレータ7を介して分離された状態
で、有機溶媒にリチウム化合物を溶解した非水電解液中
に浸漬されている。
This non-aqueous electrolyte secondary battery basically comprises a positive electrode 5 and a negative electrode 6 capable of doping and undoping lithium ions, and these electrodes are usually formed of a separator made of a porous material or the like. 7 are immersed in a non-aqueous electrolyte in which a lithium compound is dissolved in an organic solvent.

【0015】正極6にはたとえばリチウム及びマンガン
を含有するリチウム複合酸化物等の正極物質が、また負
極5には難黒鉛化炭素質材料が用いられ、通常これらの
活物質は金属箔等の集電体3、4に保持された状態で、
極として用いられる。正極活物質も負極活物質も、いず
れも分子構造的に、リチウムイオンがドープ及び脱ドー
プできる層構造を有している点で、共通している。
The positive electrode 6 is made of a positive electrode material such as a lithium composite oxide containing lithium and manganese, and the negative electrode 5 is made of a non-graphitizable carbonaceous material. While being held by the electric bodies 3 and 4,
Used as pole. Both the positive electrode active material and the negative electrode active material have a common molecular structure in that they have a layer structure in which lithium ions can be doped and dedoped.

【0016】そして、電極材料と非水電解液は殆ど反応
を起こさず、電解液中をリチウムイオンが移動する原理
となっており、放電の際には負極5からリチウムイオン
が離脱(脱ドープ)し、セパレータ7を通って正極6側
へ移動し、充電の際には逆にリチウムイオンが正極6か
ら離れて、負極5側に入り込む(ドープ)。
The electrode material and the non-aqueous electrolyte hardly react with each other, and the principle is that lithium ions move in the electrolyte. At the time of discharge, lithium ions are released from the negative electrode 5 (de-doping). Then, the lithium ions move to the positive electrode 6 side through the separator 7, and on the contrary, at the time of charging, lithium ions are separated from the positive electrode 6 and enter the negative electrode 5 side (doping).

【0017】この非水電解液型二次電池は以上のよう
に、正極活物質よりなる正極、負極活物質よりなる負極
及び非水電解液を、たとえば円筒状の鉄製電池缶内に収
納し、当該電池缶と電池蓋をかしめ密閉して構成され
る。上記正極、負極は上記のリード部材によってそれぞ
れ電池蓋、電池缶に接続され、この電池蓋あるいは電池
缶とリード部材を介して外部から通電されるようになさ
れる。また、上記のように、過充電等の異常時に、電池
の内圧上昇に応じて電池系内での電流を遮断する電流遮
断機構を設け、安全性の向上を図るようにしてもよい。
また、電池の形状は円筒型に限らず、角型やその他の任
意の形状でよい。
As described above, this non-aqueous electrolyte secondary battery accommodates a positive electrode made of a positive electrode active material, a negative electrode made of a negative electrode active material, and a non-aqueous electrolyte in, for example, a cylindrical iron battery can. The battery can and the battery lid are caulked and sealed. The positive electrode and the negative electrode are connected to the battery lid and the battery can, respectively, by the lead members, and are supplied with electricity from the outside via the battery lid or the battery can and the lead member. Further, as described above, when an abnormality such as overcharging occurs, a current cutoff mechanism that cuts off current in the battery system according to an increase in the internal pressure of the battery may be provided to improve safety.
The shape of the battery is not limited to a cylindrical shape, but may be a square shape or any other shape.

【0018】本実施の形態においては、非水電解液とし
て、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボ
ネート(PC)とジメチルカーボネート(DMC)とを
含む溶媒に、ヘキサフルオロ燐酸リチウムを溶質として
溶解させたものが用いられる。まず、ヘキサフルオロ燐
酸リチウムを溶質として用いることにより、電池の内部
抵抗を低くすることができるため、高出力で電気自動車
やハイブリッド自動車用に適した電池となる。また、溶
媒としてエチレンカーボネートとプロピレンカーボネー
トとジメチルカーボネートとを用いることにより、初期
の内部抵抗が低くなり、長期間にわたる使用においても
内部抵抗の上昇が小さく出力低下が少なくなり、高出力
で長寿命化が可能となる。
In the present embodiment, a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate as a solute in a solvent containing ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and dimethyl carbonate (DMC) is used. Is used. First, by using lithium hexafluorophosphate as a solute, the internal resistance of the battery can be reduced, so that the battery has high output and is suitable for electric vehicles and hybrid vehicles. In addition, by using ethylene carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate as solvents, the initial internal resistance is reduced, the internal resistance is not increased over a long period of use, the output is reduced, the output is increased, and the life is extended with high output Becomes possible.

【0019】その理由として、溶媒であるエチレンカー
ボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネ
ートに、溶質であるヘキサフルオロ燐酸リチウムを混合
することによって、例えばリチウム・マンガン複合酸化
物からなる正極の表面に、安定したイオン導電性の保護
被膜が形成され、それにより正極と電解液との反応が抑
制され、さらに難黒鉛化炭素質材料からなる負極の表面
での非水電解液分解に伴う表面被膜の成長が抑制される
ことにより、内部抵抗の上昇が小さくなるものと考えら
れる。
The reason is that by mixing lithium hexafluorophosphate as a solute with ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate as solvents, a stable ion is formed on the surface of a positive electrode made of, for example, a lithium-manganese composite oxide. A conductive protective film is formed, thereby suppressing the reaction between the positive electrode and the electrolyte, and further suppressing the growth of the surface film accompanying the decomposition of the non-aqueous electrolyte on the surface of the negative electrode made of the non-graphitizable carbonaceous material. It is considered that the increase in the internal resistance is reduced by this.

【0020】こうした優れた結果を得る上で、上記のエ
チレンカーボネート(EC)の含有量が5容量%以上、
50容量%以下(更には10容量%以上、40容量%以
下、望ましくは20容量%以上、40容量%以下、より
望ましくは20容量%以上、30容量%以下)であり、
プロピレンカーボネート(PC)の含有量が10容量%
以上、60容量%以下(更には20容量%以上、50容
量%以下、望ましくは30容量%以上、50容量%以
下、より望ましくは30容量%以上、40容量%以下)
であり、また、ジメチルカーボネート(DMC)の含有
量は10容量%以上、60容量%以下(更には20容量
%以上、50容量%以下、望ましくは30容量%以上、
50容量%以下、より望ましくは30容量%以上、40
容量%以下)とするのがよい。
In order to obtain such excellent results, the content of the above-mentioned ethylene carbonate (EC) is 5% by volume or more,
50% by volume or less (more preferably 10% by volume or more and 40% by volume or less, preferably 20% by volume or more and 40% by volume or less, more preferably 20% by volume or more and 30% by volume or less),
Propylene carbonate (PC) content is 10% by volume
Above, 60% by volume or less (more preferably, 20% by volume or more, 50% by volume or less, preferably 30% by volume or more, 50% by volume or less, more preferably 30% by volume or more, 40% by volume or less)
And the content of dimethyl carbonate (DMC) is 10% by volume or more and 60% by volume or less (furthermore, 20% by volume or more, 50% by volume or less, preferably 30% by volume or more,
50% by volume or less, more preferably 30% by volume or more, 40%
Volume% or less).

【0021】次に、非水電解液の溶媒及び溶質の構成材
料について更に詳細に説明する。
Next, the components of the solvent and solute of the non-aqueous electrolyte will be described in more detail.

【0022】非水電解液の溶媒としては、上記のエチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート及びジエチル
カーボネートが必須であるが、これと併用して、上記以
外の炭酸エステル類、脂肪酸エステル類あるいはエーテ
ル類等の有機溶媒を添加してもよい。
As the solvent of the non-aqueous electrolyte, the above-mentioned ethylene carbonate, propylene carbonate and diethyl carbonate are indispensable, and in combination with these, other organic solvents such as carbonates, fatty acid esters or ethers may be used. A solvent may be added.

【0023】例えば、ブチレンカーボネート、1,2−
ジメトキシエタン、1,2−ジメエキシエタン、γ−ブ
チロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソ
ラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、ジエチルエ
ーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリ
ル、プロピオニトリル等を用いてもよい。
For example, butylene carbonate, 1,2-
Dimethoxyethane, 1,2-dimexethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, 4-methyl-1,3-dioxolan, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile and the like may be used. .

【0024】また、溶質としては、上記のLiPF6
必須であるが、これと併用してLiClO4 、LiAs
6 、LiBF4 、LiB(C6 5 4 、LiCl、
LiBr、CH3 SOLi、CF3 SO3 Li等で表さ
れるテトラフルオロホウ酸リチウムや過塩素酸リチウ
ム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム等のイオン
導電性を示すリチウム塩ならば添加してもよい。
As the solute, the above-mentioned LiPF 6 is indispensable, but together with this, LiClO 4 , LiAs
F 6 , LiBF 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCl,
A lithium salt having ionic conductivity such as lithium tetrafluoroborate, lithium perchlorate, lithium trifluoromethanesulfonate, or the like represented by LiBr, CH 3 SOLi, CF 3 SO 3 Li, or the like may be added.

【0025】即ち、使用する溶媒は本発明に必須不可欠
な上記の3種類には限定されず、3種以上になっても本
発明と同等の効果が表れるならば、採用することができ
る。これは、溶質についても同様である。
That is, the solvent to be used is not limited to the above-mentioned three types which are indispensable to the present invention, and can be adopted as long as three or more types produce the same effect as the present invention. This is also true for solutes.

【0026】次に、負極活物質としては、難黒鉛化炭素
材料(ハードカーボン)が用いられる。難黒鉛化炭素材
料は、フェノール樹脂、アクリル樹脂、フラン樹脂等の
有機高分子化合物を構成する等の手法により熱処理して
炭素化させることにより得られる。あるいは、石油ピッ
チに酸素を含む官能基を導入(いわゆる酸素架橋)した
ものを熱処理して炭素化することによっても得ることが
できる。なお、炭素化の温度は出発原料によっても異な
るが、通常は500〜3000℃である。また、難黒鉛
化炭素材料は、例えばd002 (黒鉛化度)が0.37〜
0.38nmのものが好ましい。
Next, a non-graphitizable carbon material (hard carbon) is used as the negative electrode active material. The non-graphitizable carbon material can be obtained by heat treatment and carbonization by a method such as forming an organic polymer compound such as a phenol resin, an acrylic resin, and a furan resin. Alternatively, it can be obtained by introducing a functional group containing oxygen into petroleum pitch (so-called oxygen cross-linking) and heat-treating it to carbonize it. The carbonization temperature varies depending on the starting material, but is usually 500 to 3000 ° C. The non-graphitizable carbon material has, for example, d 002 (degree of graphitization) of 0.37 to
It is preferably 0.38 nm.

【0027】この難黒鉛化炭素材料は、充放電反応に伴
う構造変化が小さいため、サイクル性能が高く、携帯用
電子機器と比べて長期間にわたる耐久性が必要とされる
電気自動車やハイブッリッド自動車に使用する負極活物
質として特に好適である。
This non-graphitizable carbon material has a small structural change due to a charge / discharge reaction, and therefore has a high cycle performance and is suitable for electric vehicles and high-bridged vehicles that require long-term durability as compared with portable electronic devices. It is particularly suitable as a negative electrode active material to be used.

【0028】次に、正極活物質としては、例えばリチウ
ム及びマンガンを含有する複合酸化物が用いられる。使
用可能なリチウム含有複合酸化物としては、リチウムコ
バルト複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチ
ウムマンガン複合酸化物等があるが、多量の正極活物質
を必要とする電気自動車やハイブリッド自動車用として
使用するには、資源量が豊富なマンガンを含有するリチ
ウム複合酸化物が、原料のコストの点で有利である。
Next, as the positive electrode active material, for example, a composite oxide containing lithium and manganese is used. Usable lithium-containing composite oxides include lithium cobalt composite oxide, lithium nickel composite oxide, and lithium manganese composite oxide, but are used for electric vehicles and hybrid vehicles that require a large amount of positive electrode active material. To do this, a lithium composite oxide containing manganese, which is rich in resources, is advantageous in terms of raw material costs.

【0029】また、リチウムマンガン複合酸化物を正極
活物質として用いた電池は、過充電時でも温度上昇が小
さく、安全性が高いという特長も有しており、多量の正
極活物質を必要とする電気自動車やハイブリッド自動車
用として、リチウムマンガン複合酸化物を正極活物質と
して用いることが最適である。
Also, a battery using a lithium manganese composite oxide as a positive electrode active material has the characteristics that the temperature rise is small even during overcharge and the safety is high, and a large amount of the positive electrode active material is required. It is optimal to use a lithium manganese composite oxide as a positive electrode active material for electric vehicles and hybrid vehicles.

【0030】リチウムマンガン複合酸化物は、リチウム
及びマンガンの炭酸塩や硝酸塩、酸化物及び水酸化物等
を出発原料として、組成に応じて混合し、通常600〜
1000℃の温度範囲で焼成することにより得られる。
なお、本実施の形態に用いられるリチウム及びマンガン
を含有する複合酸化物は、マンガンを他の金属で一部置
換したものでもよい。
The lithium-manganese composite oxide is prepared by mixing carbonates and nitrates of lithium and manganese, oxides and hydroxides, etc., as starting materials, depending on the composition, and is usually 600 to 500 parts.
It is obtained by firing in a temperature range of 1000 ° C.
Note that the composite oxide containing lithium and manganese used in this embodiment may be one in which manganese is partially substituted with another metal.

【0031】負極活物質や正極活物質及びその添加剤を
固めるために用いられる接着剤としては、ポリフッ化ビ
ニリデン等が挙げられる。
Examples of the adhesive used for solidifying the negative electrode active material, the positive electrode active material, and the additives include polyvinylidene fluoride.

【0032】上記したような電池の形状は、円筒型に限
らず、角型やその他の任意の形状でよい。
The shape of the battery as described above is not limited to a cylindrical shape, but may be a square shape or any other shape.

【0033】以上のように、本実施の形態の非水電解液
型二次電池においては、非水電解液として、溶媒にヘキ
サフルオロ燐酸リチウム、溶媒にエチレンカーボネート
とプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとを
混合して用いることにより、長期間にわたる使用におけ
る電池の内部抵抗の上昇を小さくすることを可能にして
いる。
As described above, in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment, as the non-aqueous electrolyte, lithium hexafluorophosphate is used as a solvent, and ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate are used as a solvent. This makes it possible to reduce an increase in the internal resistance of the battery during long-term use.

【0034】内部抵抗上昇を抑える機構については明白
ではないが、エチレンカーボネートとプロピレンカーボ
ネートとジメチルカーボネートとヘキサフルオロ燐酸リ
チウムによって、正極のリチウムマンガン複合酸化物の
表面に安定なイオン導電性の保護被膜が形成されること
により、正極と電解液との反応が抑制され、さらに負極
の難黒鉛化炭素材料表面での電解液分解に伴う表面被膜
の成長が抑制されることにより、内部抵抗上昇が小さく
なるものと考えられる。
Although the mechanism for suppressing the increase in internal resistance is not clear, a stable ionic conductive protective film is formed on the surface of the lithium manganese composite oxide of the positive electrode by ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate and lithium hexafluorophosphate. By being formed, the reaction between the positive electrode and the electrolytic solution is suppressed, and the growth of the surface film accompanying the decomposition of the electrolytic solution on the surface of the non-graphitizable carbon material of the negative electrode is suppressed, so that the internal resistance rise is reduced. It is considered something.

【0035】[0035]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。Embodiments of the present invention will be described below.

【0036】例1 正極6は次のように作製した。炭酸リチウムと酸化マン
ガンをLi/Mn比=1/1となるように混合し、空気
中、温度800℃で5時間焼成してLiMn24 粉末
を得た。次いで、厚さ20μmのアルミ箔(正極集電体
3)に、LiMn2 4 粉末(正極活物質)90重量部
と黒鉛粉末(導電助剤)6重量部及びポリフッ化ビニリ
デン(結着剤)4重量部の混合物をN−メチル−2−ピ
ロリドンに分散したスラリー(ペースト状のこと:以
下、同様)を塗布し、乾燥後、ローラープレス機により
プレスして帯状の正極6とした。
Example 1 The positive electrode 6 was produced as follows. Lithium carbonate and manganese oxide were mixed at a Li / Mn ratio of 1/1 and calcined in air at a temperature of 800 ° C. for 5 hours to obtain a LiMn 2 O 4 powder. Next, 90 parts by weight of LiMn 2 O 4 powder (positive electrode active material), 6 parts by weight of graphite powder (conductive additive), and polyvinylidene fluoride (binder) were placed on a 20 μm-thick aluminum foil (positive electrode current collector 3). A slurry in which 4 parts by weight of the mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (paste: the same applies hereinafter) was applied, dried, and then pressed with a roller press to obtain a belt-shaped positive electrode 6.

【0037】負極5は次のように作成した。出発原料と
して石油ピッチを用い、これに酸素を含む官能基を導入
(酸素架橋)した後に、不活性ガス中で温度1000℃
で焼成して難黒鉛化炭素粉末(ハードカーボン)を得
た。次いで、厚さ15μmの銅箔(負極集電体4)に難
黒鉛化炭素粉末(負極活物質)90重量部及びポリフッ
化ビニリデン(結着剤)10重量部の混合物をN−メチ
ル−2−ピロリドンに分散したスラリーを塗布し、乾燥
後、ローラープレス機によりプレスして帯状の負極5と
した。
The negative electrode 5 was prepared as follows. After using a petroleum pitch as a starting material and introducing a functional group containing oxygen into it (oxygen crosslinking), the temperature is set to 1000 ° C. in an inert gas.
To obtain a non-graphitizable carbon powder (hard carbon). Next, a mixture of 90 parts by weight of non-graphitizable carbon powder (negative electrode active material) and 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (binder) was added to a 15-μm-thick copper foil (negative electrode current collector 4). The slurry dispersed in pyrrolidone was applied, dried, and then pressed by a roller press to obtain a belt-shaped negative electrode 5.

【0038】以上のように作成した正極6と負極5と
を、セパレータ7となる厚さが25μmの微多孔性ポリ
プロピレンフィルムを介して積層し、多数回巻回するこ
とにより渦巻式電極体11を作成した。
The positive electrode 6 and the negative electrode 5 formed as described above are laminated via a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm to be a separator 7, and are wound many times to form a spiral electrode body 11. Created.

【0039】次に、この作成した渦巻式電極体11の上
下両面に絶縁板8を配置して、ニッケルめっきを施した
鉄製の電池缶1に収納し、正極6、負極5の集電を行う
ため、正極集電体3からアルミニウム製の正極リード9
を導出して電池蓋14に、そして負極集電体4からニッ
ケル製の負極リード12を導出して電池缶1に溶接し
た。
Next, the insulating plates 8 are arranged on the upper and lower surfaces of the spirally wound electrode body 11, and are housed in the nickel-plated iron battery can 1, and the positive electrode 6 and the negative electrode 5 are collected. Therefore, the positive electrode lead 9 made of aluminum is
To the battery lid 14 and the nickel negative electrode lead 12 from the negative electrode current collector 4 and welded to the battery can 1.

【0040】次いで、電池缶1の中に、エチレンカーボ
ネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネー
トとが下記の表1に示すようにそれぞれ40容量%、2
0容量%、40容量%の混合率で混合された溶媒に、ヘ
キサフルオロ燐酸リチウム(LiPF6 )を1molの
濃度で溶解させた電解液を注入した。そして、電池缶1
と電池蓋14とを封口ガスケット15を介してかしめる
ことにより、電池蓋14を固定し、直径18mm、高さ
65mmの円筒形の非水電解液型二次電池を作成した。
Next, as shown in Table 1 below, ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate were placed in the battery can 1 at 40% by volume and 2%, respectively.
An electrolyte in which lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) was dissolved at a concentration of 1 mol was injected into a solvent mixed at a mixing ratio of 0% by volume and 40% by volume. And battery can 1
The battery cover 14 was fixed by caulking the battery cover 14 with a sealing gasket 15 to produce a cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery having a diameter of 18 mm and a height of 65 mm.

【0041】例2 前記エチレンカーボネート(EC)を30容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を30容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を40容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 2 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 30% by volume, the propylene carbonate (PC) at 30% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 40% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0042】例3 前記エチレンカーボネート(EC)を20容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を40容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を40容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 3 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 20% by volume, the propylene carbonate (PC) at 40% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 40% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0043】例4 前記エチレンカーボネート(EC)を10容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を50容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を40容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 4 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 10% by volume, the propylene carbonate (PC) at 50% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 40% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0044】例5 前記エチレンカーボネート(EC)を30容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を20容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を50容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 5 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 30% by volume, the propylene carbonate (PC) at 20% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 50% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0045】例6 前記エチレンカーボネート(EC)を10容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を40容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を50容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 6 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 10% by volume, the propylene carbonate (PC) at 40% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 50% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0046】例7 前記エチレンカーボネート(EC)を30容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を40容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を30容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 7 The procedure of Example 1 was repeated, except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 30% by volume, the propylene carbonate (PC) at 40% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 30% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0047】例8 前記エチレンカーボネート(EC)を40容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を40容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を20容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 8 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 40% by volume, the propylene carbonate (PC) at 40% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 20% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0048】例9 前記エチレンカーボネート(EC)を30容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を50容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を20容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 9 The procedure of Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 30% by volume, the propylene carbonate (PC) at 50% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 20% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0049】例10 前記プロピレンカーボネート(PC)は含まず、前記エ
チレンカーボネート(EC)を50容量%、前記ジメチ
ルカーボネート(DMC)を50容量%で混合する以外
は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成し
た。
Example 10 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the propylene carbonate (PC) was not contained, but the ethylene carbonate (EC) was mixed at 50% by volume and the dimethyl carbonate (DMC) at 50% by volume. An electrolyte secondary battery was prepared.

【0050】例11 前記エチレンカーボネート(EC)は含まず、前記プロ
ピレンカーボネート(PC)を50容量%、前記ジメチ
ルカーボネート(DMC)を50容量%で混合する以外
は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成し
た。
Example 11 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was not contained, but the propylene carbonate (PC) was mixed at 50% by volume and the dimethyl carbonate (DMC) was mixed at 50% by volume. An electrolyte secondary battery was prepared.

【0051】例12 前記ジメチルカーボネート(DMC)は含まず、前記エ
チレンカーボネート(EC)を50容量%、前記プロピ
レンカーボネート(PC)を50容量%で混合する以外
は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成し
た。
Example 12 The same procedure as in Example 1 was carried out except that the dimethyl carbonate (DMC) was not contained, and the ethylene carbonate (EC) was mixed at 50% by volume and the propylene carbonate (PC) at 50% by volume. An electrolyte secondary battery was prepared.

【0052】例13 前記エチレンカーボネート(EC)を5容量%、前記プ
ロピレンカーボネート(PC)を50容量%、前記ジメ
チルカーボネート(DMC)を45容量%で混合する以
外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成し
た。
Example 13 The same procedure as in Example 1 was repeated except that 5% by volume of the ethylene carbonate (EC), 50% by volume of the propylene carbonate (PC) and 45% by volume of the dimethyl carbonate (DMC) were mixed. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0053】例14 前記エチレンカーボネート(EC)を50容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を20容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を30容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 14 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 50% by volume, the propylene carbonate (PC) at 20% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 30% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0054】例15 前記エチレンカーボネート(EC)を40容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を10容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を50容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 15 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 40% by volume, the propylene carbonate (PC) at 10% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 50% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0055】例16 前記エチレンカーボネート(EC)を20容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を60容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を20容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 16 The procedure of Example 1 was repeated, except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 20% by volume, the propylene carbonate (PC) at 60% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 20% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0056】例17 前記エチレンカーボネート(EC)を40容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を50容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を10容量%で混合する
以外は実施例1と同様にして、非水電解液型二次電池を
作成した。
Example 17 The procedure of Example 1 was repeated, except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 40% by volume, the propylene carbonate (PC) at 50% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 10% by volume. A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared.

【0057】例18 前記エチレンカーボネート(EC)を20容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を20容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を60容量%で混合する
以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作成
した。
Example 18 The same procedure as in Example 1 was repeated except that the ethylene carbonate (EC) was mixed at 20% by volume, the propylene carbonate (PC) at 20% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 60% by volume. A water electrolyte type secondary battery was prepared.

【0058】例19 前記エチレンカーボネート(EC)を30容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を40容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を30容量%で混合し、
正極にLiCoO2 を使用する以外は例1と同様にし
て、非水電解液型二次電池を作成した。
Example 19 30% by volume of the ethylene carbonate (EC), 40% by volume of the propylene carbonate (PC), and 30% by volume of the dimethyl carbonate (DMC) were mixed.
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that LiCoO 2 was used for the positive electrode.

【0059】例20 前記エチレンカーボネート(EC)を30容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を40容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を30容量%で混合し、
正極にLiCoO2 を使用し、溶質にLiBF4 を用い
る以外は例1と同様にして、非水電解液型二次電池を作
成した。
Example 20 30% by volume of the ethylene carbonate (EC), 40% by volume of the propylene carbonate (PC), and 30% by volume of the dimethyl carbonate (DMC) were mixed.
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1, except that LiCoO 2 was used for the positive electrode and LiBF 4 was used for the solute.

【0060】例21 前記エチレンカーボネート(EC)を30容量%、前記
プロピレンカーボネート(PC)を40容量%、前記ジ
メチルカーボネート(DMC)を30容量%で混合し、
負極を黒鉛とする以外は例1と同様にして、非水電解液
型二次電池を作成した。
Example 21 The above ethylene carbonate (EC) was mixed at 30% by volume, the propylene carbonate (PC) at 40% by volume, and the dimethyl carbonate (DMC) at 30% by volume.
A non-aqueous electrolyte secondary battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode was made of graphite.

【0061】<電池特性の評価>以上のようにして作成
した円筒型電池について、初期内部抵抗、及び長期使用
後の内部抵抗上昇率の評価を次のようにして行った。
<Evaluation of Battery Characteristics> With respect to the cylindrical battery prepared as described above, the initial internal resistance and the rate of increase in internal resistance after long-term use were evaluated as follows.

【0062】各例の電池について、まず充電を行った。
充電は充電電圧を4.2V、充電電流を1000mA、
充電時間を2.5時間とする条件で行った後、測定した
内部抵抗を初期内部抵抗とした。
The batteries of each example were charged first.
For charging, the charging voltage is 4.2 V, the charging current is 1000 mA,
After performing the charging for 2.5 hours, the measured internal resistance was defined as the initial internal resistance.

【0063】そして、初期内部抵抗測定後の電池を充電
電圧を4.2V、充電電流を1000mA、充電時間を
2.5時間とする条件で充電し、その後に放電電流を2
000mA、終止電圧を2.75Vとする条件の放電を
1000サイクル繰り返し行ない、さらに充電電圧を
4.2V、充電電流を1000mA、充電時間を2.5
時間とする条件で充電を行った後、測定した内部抵抗を
長期使用後の内部抵抗とした。こうして測定した長期使
用後の内部抵抗から初期内部抵抗を差し引いて、この値
から長期使用後の内部抵抗上昇率を求めた。
After the measurement of the initial internal resistance, the battery was charged under the conditions of a charging voltage of 4.2 V, a charging current of 1000 mA, and a charging time of 2.5 hours.
000 mA, the discharge under the conditions of a final voltage of 2.75 V was repeated 1000 cycles, and the charging voltage was 4.2 V, the charging current was 1000 mA, and the charging time was 2.5.
After charging under the condition of time, the measured internal resistance was defined as the internal resistance after long-term use. The initial internal resistance was subtracted from the thus measured internal resistance after long-term use, and the internal resistance increase rate after long-term use was determined from this value.

【0064】なお、内部抵抗の測定は、LCRメータ
(国洋電気工業社製KC−535C)を用いて1kHz
時のインピーダンスを測定することによって行った。
The internal resistance was measured at 1 kHz using an LCR meter (KC-535C manufactured by Kokuyo Electric Industries Co., Ltd.).
This was done by measuring the impedance at the time.

【0065】結果を下記の表1に示す。この表に記載さ
れている評価は次のように記号で表す。 そして、総合判定では、◎を最良、○を良、△を可、×
を不可とする。
The results are shown in Table 1 below. The ratings described in this table are represented by symbols as follows. Then, in the overall judgment, ◎ is the best, ○ is good, △ is acceptable, ×
Is not allowed.

【0066】エチレンカーボネート(EC)の含有量と
プロピレンカーボネート(PC)の含有量とジメチルカ
ーボネート(DMC)の含有量との相関特性を総合評価
として図1に示す。
FIG. 1 shows the correlation between the content of ethylene carbonate (EC), the content of propylene carbonate (PC) and the content of dimethyl carbonate (DMC) as a comprehensive evaluation.

【0067】 [0067]

【0068】 [0068]

【0069】 [0069]

【0070】 [0070]

【0071】 [0071]

【0072】これらの結果から明らかなように、例1〜
9及び13〜18は、非水電解液の溶媒としてエチレン
カーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカー
ボネートとを含んでおり、長期間使用後の内部抵抗上昇
率が小さい。しかし、エチレンカーボネートを含まない
例11と、プロピレンカーボネートを含まない例10
は、長期間使用後の内部抵抗上昇率や低温内部抵抗が大
きい。また、ジメチルカーボネートを含まない例12
は、初期内部抵抗が大きく、さらに低温内部抵抗も大き
い。
As apparent from these results, Examples 1 to
Nos. 9 and 13 to 18 contain ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate as solvents for the non-aqueous electrolyte, and have a small increase in internal resistance after long-term use. However, Example 11 containing no ethylene carbonate and Example 10 not containing propylene carbonate
Has a large internal resistance increase rate and a low-temperature internal resistance after long-term use. Example 12 containing no dimethyl carbonate
Has a large initial internal resistance and a large low-temperature internal resistance.

【0073】このことから、エチレンカーボネートとプ
ロピレンカーボネートとジメチルカーボネートの3種類
の溶媒を併用することにより、初期の内部抵抗及び低温
内部抵抗が低く、長期間にわたる使用による内部抵抗の
上昇を抑えることが可能になり、3種類の溶媒のいずれ
が欠けても十分な特性が得られないことが分かる。
From the above, by using the three kinds of solvents of ethylene carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate in combination, the initial internal resistance and the low-temperature internal resistance are low, and it is possible to suppress the rise of the internal resistance due to long-term use. It becomes clear that sufficient characteristics cannot be obtained if any of the three solvents is missing.

【0074】また、例19のように、正極材料をLiC
oO2 に変えても、結果は優良であった。そして、例2
0のように、正極にLiCoO2 を使い、溶質をLiB
4にすると、結果は不可であった。更に、例21のよ
うに、負極を黒鉛にすると、1000サイクル後のサイ
クル特性が不良となった(例7では良好であった)。
As in Example 19, the cathode material was LiC
The results were excellent when changed to oO 2 . And example 2
0, LiCoO 2 is used for the positive electrode, and the solute is LiB
If you F 4, the result was impossible. Furthermore, when graphite was used as the negative electrode as in Example 21, the cycle characteristics after 1000 cycles became poor (good in Example 7).

【0075】従って、正極材料はリチウム含有化合物で
あればよく、非水電解液の溶質は六フッ化燐酸リチウム
がよく、更に、負極材料は難黒鉛化炭素材料であるのが
よいが、黒鉛(ソフトカーボン)は不可である。
Accordingly, the positive electrode material may be a lithium-containing compound, the solute of the non-aqueous electrolyte is preferably lithium hexafluorophosphate, and the negative electrode material is preferably a non-graphitizable carbon material. Soft carbon) is not possible.

【0076】また、図1より明らかな通り、エチレンカ
ーボネート(EC)の含有量が5容量%以上、50容量
%以下(更には10容量%以上、40容量%以下、望ま
しくは20容量%以上、40容量%以下、より望ましく
は20容量%以上、30容量%以下)であり、プロピレ
ンカーボネート(PC)の含有量が10容量%以上、6
0容量%以下(更には20容量%以上、50容量%以
下、望ましくは30容量%以上、50容量%以下、より
望ましくは30容量%以上、40容量%以下)であり、
また、ジメチルカーボネート(DMC)の含有量は10
容量%以上、60容量%以下(更には20容量%以上、
50容量%以下、望ましくは30容量%以上、50容量
%以下、より望ましくは30容量%以上、40容量%以
下)とするのがよい。
As is clear from FIG. 1, the content of ethylene carbonate (EC) is 5% by volume or more and 50% by volume or less (more preferably 10% by volume or more and 40% by volume or less, preferably 20% by volume or more, 40% by volume or less, more preferably 20% by volume or more and 30% by volume or less), and the content of propylene carbonate (PC) is 10% by volume or more and 6% by volume or less.
0% by volume or less (more preferably 20% by volume or more and 50% by volume or less, preferably 30% by volume or more and 50% by volume or less, more preferably 30% by volume or more and 40% by volume or less),
The content of dimethyl carbonate (DMC) is 10
Not less than 60% by volume (and more than 20% by volume,
50% by volume or less, preferably 30% by volume or more and 50% by volume or less, and more preferably 30% by volume or more and 40% by volume or less.

【0077】即ち、溶媒の混合比率として、図1中、線
Aで囲まれた領域が使用可能範囲(△)であり、線Bで
囲まれた領域が好ましい範囲(○)、線Cで囲まれた領
域が更に好ましい範囲(◎)である。
That is, as for the mixing ratio of the solvent, the region surrounded by line A in FIG. 1 is the usable range (△), the region surrounded by line B is the preferred range (○), and the region surrounded by line C is The region shown is a more preferable range (◎).

【0078】[0078]

【発明の作用効果】本発明は上記した如く、リチウムを
ドープ又は脱ドープ可能なリチウム含有化合物からなる
正極と、リチウムをドープ又は脱ドープ可能な難黒鉛化
炭素質材料からなる負極と、非水電解液とを備え、前記
非水電解液が、エチレンカーボネートとプロピレンカー
ボネートとジメチルカーボネートとの混合液に、六フッ
化燐酸リチウムを溶解させた溶液からなっているので、
前記六フッ化燐酸リチウム(ヘキサフルオロ燐酸リチウ
ム)を非水電解液の溶質として用いることにより、電池
の内部抵抗を低くすることができ、高出力で電気自動車
やハイブリッド自動車などに適した電池となる。また、
溶媒としてエチレンカーボネートとプロピレンカーボネ
ートとジメチルカーボネートとを用いることにより、初
期の内部抵抗が低くなり、長期間にわたる使用において
も内部抵抗の上昇が小さくて出力低下が少なくなり、高
出力で長寿命化が可能となる。
As described above, the present invention provides a positive electrode comprising a lithium-containing compound capable of doping or undoping lithium, a negative electrode comprising a non-graphitizable carbonaceous material capable of doping or undoping lithium, and a non-aqueous Since the non-aqueous electrolyte comprises a solution obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate in a mixture of ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate,
By using the lithium hexafluorophosphate (lithium hexafluorophosphate) as a solute of the non-aqueous electrolyte, the internal resistance of the battery can be reduced, and the battery is high in output and suitable for electric vehicles and hybrid vehicles. . Also,
By using ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate as the solvent, the initial internal resistance is reduced, and even when used for a long period of time, the increase in the internal resistance is small, the output is reduced, and the output is extended and the life is extended. It becomes possible.

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

【図1】本発明における非水電解液中のエチレンカーボ
ネート(EC)の含有量とプロピレンカーボネート(P
C)の含有量とジメチルカーボネート(DMC)の含有
量との相関図である。
FIG. 1 shows the content of ethylene carbonate (EC) in a non-aqueous electrolyte and propylene carbonate (P
FIG. 2 is a correlation diagram between the content of C) and the content of dimethyl carbonate (DMC).

【図2】同、円筒形の非水電解液型二次電池の縦断面図
である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the cylindrical non-aqueous electrolyte secondary battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電池缶、2…センターピン、3、4…集電体、5…
負極、6…正極、7…セパレータ、8…絶縁板、9、1
2…リード、10…電池缶底部、11…電極積層体、1
3…安全弁、14…電池蓋(正極)、15…ガスケッ
ト、16…PTC素子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery can, 2 ... Center pin, 3, 4 ... Current collector, 5 ...
Negative electrode, 6 positive electrode, 7 separator, 8 insulating plate, 9, 1
2 ... lead, 10 ... bottom of battery can, 11 ... electrode laminate, 1
3: Safety valve, 14: Battery lid (positive electrode), 15: Gasket, 16: PTC element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5H029 AJ02 AJ05 AJ06 AJ12 AK03 AL06 AL07 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ08 DJ04 DJ09 EJ03 HJ07 HJ10 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page F term (reference) 5H029 AJ02 AJ05 AJ06 AJ12 AK03 AL06 AL07 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ02 BJ14 CJ08 DJ04 DJ09 EJ03 HJ07 HJ10

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムをドープ又は脱ドープ可能なリ
チウム含有化合物からなる正極と、リチウムをドープ又
は脱ドープ可能な難黒鉛化炭素質材料からなる負極と、
非水電解液とを備え、前記非水電解液が、エチレンカー
ボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネ
ートとの混合液に、六フッ化燐酸リチウムを溶解させた
溶液からなることを特徴とする非水電解液型二次電池。
A positive electrode comprising a lithium-containing compound capable of doping or undoping lithium; a negative electrode comprising a non-graphitizable carbonaceous material capable of doping or undoping lithium;
A non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte comprises a solution obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate in a mixture of ethylene carbonate, propylene carbonate, and dimethyl carbonate. Type secondary battery.
【請求項2】 前記エチレンカーボネートを5容量%以
上、50容量%以下、前記プロピレンカーボネートを1
0容量%以上、60容量%以下、前記ジメチルカーボネ
ートを10容量%以上、60容量%以下の割合で混合さ
せた混合液が非水溶媒として用いられている、請求項1
に記載の非水電解液型二次電池。
2. The method according to claim 1, wherein the content of the ethylene carbonate is 5% by volume or more and 50% by volume or less, and the content of the propylene carbonate is 1% by volume.
The mixed solution obtained by mixing 0% by volume or more and 60% by volume or less and the dimethyl carbonate in a ratio of 10% by volume or more and 60% by volume or less is used as a non-aqueous solvent.
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to 1.
【請求項3】 セパレータを介して前記正極と前記負極
とが巻回された電極積層体を有する、請求項1に記載の
非水電解液型二次電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, further comprising an electrode laminate in which the positive electrode and the negative electrode are wound with a separator interposed therebetween.
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