JPH09106834A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池Info
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- JPH09106834A JPH09106834A JP7263116A JP26311695A JPH09106834A JP H09106834 A JPH09106834 A JP H09106834A JP 7263116 A JP7263116 A JP 7263116A JP 26311695 A JP26311695 A JP 26311695A JP H09106834 A JPH09106834 A JP H09106834A
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- lithium
- electrolyte
- bis
- positive electrode
- negative electrode
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高容量でかつ容量のサイクル安定性が高く、
しかも正極の集電体にアルミニウムを用いることの可能
なリチウムイオン二次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵可能な炭素材料を
主体とする負極及びリチウム含有遷移金属カルコゲン化
合物を主体とする正極と、ビス（フルオロアルキルスル
ホニル）イミドリチウム：（Ｃn Ｆ(2n-m+1)ＨＳＯ2 ）
2 ＮＬｉ（ｎは２以上、ｍは０以上２ｎ以下の整数）を
電解質とする電解液からなるリチウムイオン二次電池。
しかも正極の集電体にアルミニウムを用いることの可能
なリチウムイオン二次電池を提供する。 【解決手段】 リチウムイオンを吸蔵可能な炭素材料を
主体とする負極及びリチウム含有遷移金属カルコゲン化
合物を主体とする正極と、ビス（フルオロアルキルスル
ホニル）イミドリチウム：（Ｃn Ｆ(2n-m+1)ＨＳＯ2 ）
2 ＮＬｉ（ｎは２以上、ｍは０以上２ｎ以下の整数）を
電解質とする電解液からなるリチウムイオン二次電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルキル基の炭素
数が２以上であるビス（フルオロアルキルスルホニル）
イミドリチウムを電解質とする電解液を含むリチウムイ
オン二次電池に関する。
数が２以上であるビス（フルオロアルキルスルホニル）
イミドリチウムを電解質とする電解液を含むリチウムイ
オン二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、リチウムイオン二次電池の非水系
電解液の電解質として四フッ化硼酸リチウム、六フッ化
燐酸リチウムといった無機電解質が用いられているが、
これらの無機電解質では電池を充電状態で長期に貯蔵し
た場合に自己放電を起こしたり、充放電サイクル中に溶
媒分子の一部と反応し電池容量を低下させるといった欠
点がある。これらの欠点を解決する電解質としてフルオ
ロアルキルスルホン酸リチウムが考えられたが、フルオ
ロアルキルスルホン酸リチウムの有機溶媒溶液の電気伝
導度は無機電解質の溶液に比べて低いため電池の性能は
低い。
電解液の電解質として四フッ化硼酸リチウム、六フッ化
燐酸リチウムといった無機電解質が用いられているが、
これらの無機電解質では電池を充電状態で長期に貯蔵し
た場合に自己放電を起こしたり、充放電サイクル中に溶
媒分子の一部と反応し電池容量を低下させるといった欠
点がある。これらの欠点を解決する電解質としてフルオ
ロアルキルスルホン酸リチウムが考えられたが、フルオ
ロアルキルスルホン酸リチウムの有機溶媒溶液の電気伝
導度は無機電解質の溶液に比べて低いため電池の性能は
低い。
【０００３】一方、無機電解質及びフルオロアルキルス
ルホン酸リチウムの長所を併せ持った電解質として、特
開平５−３２６０１８号公報、特開平６−１７６７６９
号公報記載のビス（トリフルオロメタンスルホニル）イ
ミドリチウムが挙げられるが、この塩を電解質とした電
解液中ではアルミニウムの孔食が起こるため、電池の材
料して、軽く、加工が容易でかつ安価なアルミニウムが
使用できないという欠点があった。
ルホン酸リチウムの長所を併せ持った電解質として、特
開平５−３２６０１８号公報、特開平６−１７６７６９
号公報記載のビス（トリフルオロメタンスルホニル）イ
ミドリチウムが挙げられるが、この塩を電解質とした電
解液中ではアルミニウムの孔食が起こるため、電池の材
料して、軽く、加工が容易でかつ安価なアルミニウムが
使用できないという欠点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、高容
量でかつ容量のサイクル安定性が高い、正極の集電体に
アルミニウムを用いることの可能な、非水系電解液を含
むリチウムイオン二次電池を提供することである。
量でかつ容量のサイクル安定性が高い、正極の集電体に
アルミニウムを用いることの可能な、非水系電解液を含
むリチウムイオン二次電池を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意検討
を行い、その結果炭素数が２以上のアルキル基を持つビ
ス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウムを電
解質として用いると上記の課題を解決することが可能で
あることを見いだし、本発明に至った。すなわち、本発
明は下記のとおりである。 １．リチウムイオンを吸蔵可能な炭素材料を主体とする
負極及びリチウム含有遷移金属カルコゲン化合物を主体
とする正極と、アルキル基の炭素数が２以上であるビス
（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウムを電解
質とする電解液からなるリチウムイオン二次電池。 ２．銅箔を負極の集電体とし、アルミニウム箔を正極の
集電体とし、かつアルキル基の炭素数が２以上であるビ
ス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウムを電
解質とする上記１のリチウムイオン二次電池。
を行い、その結果炭素数が２以上のアルキル基を持つビ
ス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウムを電
解質として用いると上記の課題を解決することが可能で
あることを見いだし、本発明に至った。すなわち、本発
明は下記のとおりである。 １．リチウムイオンを吸蔵可能な炭素材料を主体とする
負極及びリチウム含有遷移金属カルコゲン化合物を主体
とする正極と、アルキル基の炭素数が２以上であるビス
（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウムを電解
質とする電解液からなるリチウムイオン二次電池。 ２．銅箔を負極の集電体とし、アルミニウム箔を正極の
集電体とし、かつアルキル基の炭素数が２以上であるビ
ス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウムを電
解質とする上記１のリチウムイオン二次電池。
【０００６】以下、本発明について詳しく述べる。本発
明のリチウムイオン二次電池はリチウムイオンを吸蔵可
能な炭素材料を主体とする負極及びリチウム含有遷移金
属カルコゲン化合物を主体とする正極と、アルキル基の
炭素数が２以上であるビス（フルオロアルキルスルホニ
ル）イミドリチウムを電解質とする電解液で構成され
る。
明のリチウムイオン二次電池はリチウムイオンを吸蔵可
能な炭素材料を主体とする負極及びリチウム含有遷移金
属カルコゲン化合物を主体とする正極と、アルキル基の
炭素数が２以上であるビス（フルオロアルキルスルホニ
ル）イミドリチウムを電解質とする電解液で構成され
る。
【０００７】本発明のリチウムイオン二次電池を構成す
る負極は、リチウムイオンを吸蔵可能な炭素材料を主体
として、集電体、バインダー等からなる。炭素材料はリ
チウムイオンを吸蔵可能であれば特に限定するものでは
なく、例えば黒鉛、ニードルコークス等の易黒鉛化性炭
素、活性炭、グラッシーカーボン等の難黒鉛化性炭素が
挙げられる。集電体としては具体的には銅、ニッケル等
の金属箔が挙げられ、導電性等の面から銅が好ましい。
バインダーとしては具体的にはテトラフルオロエチレン
の単独重合体又は共重合体、トリフルオロエチレンの単
独重合体又は共重合体、フッ化ビニリデンの単独重合体
又は共重合体、フッ化ビニルの単独重合体又は共重合
体、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエ
ンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、イソプレ
ンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等の合成ゴム、
ポリエチレン（ＬＤＰＥ又はＨＤＰＥ）及びエチレンの
共重合体、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリロニトリ
ル（ＰＡＮ）等が挙げられる。
る負極は、リチウムイオンを吸蔵可能な炭素材料を主体
として、集電体、バインダー等からなる。炭素材料はリ
チウムイオンを吸蔵可能であれば特に限定するものでは
なく、例えば黒鉛、ニードルコークス等の易黒鉛化性炭
素、活性炭、グラッシーカーボン等の難黒鉛化性炭素が
挙げられる。集電体としては具体的には銅、ニッケル等
の金属箔が挙げられ、導電性等の面から銅が好ましい。
バインダーとしては具体的にはテトラフルオロエチレン
の単独重合体又は共重合体、トリフルオロエチレンの単
独重合体又は共重合体、フッ化ビニリデンの単独重合体
又は共重合体、フッ化ビニルの単独重合体又は共重合
体、ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエ
ンゴム（ＳＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、イソプレ
ンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等の合成ゴム、
ポリエチレン（ＬＤＰＥ又はＨＤＰＥ）及びエチレンの
共重合体、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリアクリロニトリ
ル（ＰＡＮ）等が挙げられる。
【０００８】本発明のリチウムイオン二次電池を構成す
る正極は、リチウム含有遷移金属カルコゲン化合物を主
体として、集電体、バインダー、導電剤等からなる。リ
チウム含有遷移金属カルコゲン化合物は、Ｌｉ(1-x) Ｃ
ｏＯ2 、Ｌｉ(1-x) ＮｉＯ2、Ｌｉ(1-x) Ｃｏ(1-y) Ｎ
ｉy Ｏ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、Ｌｉ(1-x) Ｃｏ(1-y) Ｍ y
Ｏ2 、Ｌｉ(1-x) Ａz Ｃｏ(1-y) Ｍy Ｏ2 （ＭはＣｏ、
Ｎｉ以外の遷移金属、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎを表し、ＡはＬ
ｉ以外のアルカリ金属を表す。）等が挙げられる。集電
体としては具体的にはアルミニウム、アルミニウム合
金、ステンレス鋼等の金属箔が挙げられ、加工性、価格
等の面からアルミニウムが好ましい。バインダーとして
は具体的にはテトラフルオロエチレンの単独重合体又は
共重合体、トリフルオロエチレンの単独重合体又は共重
合体、フッ化ビニリデンの単独重合体又は共重合体、フ
ッ化ビニルの単独重合体又は共重合体等が挙げられる。
導電剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラッ
ク等が挙げられる。
る正極は、リチウム含有遷移金属カルコゲン化合物を主
体として、集電体、バインダー、導電剤等からなる。リ
チウム含有遷移金属カルコゲン化合物は、Ｌｉ(1-x) Ｃ
ｏＯ2 、Ｌｉ(1-x) ＮｉＯ2、Ｌｉ(1-x) Ｃｏ(1-y) Ｎ
ｉy Ｏ2 、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 、Ｌｉ(1-x) Ｃｏ(1-y) Ｍ y
Ｏ2 、Ｌｉ(1-x) Ａz Ｃｏ(1-y) Ｍy Ｏ2 （ＭはＣｏ、
Ｎｉ以外の遷移金属、Ａｌ、Ｉｎ、Ｓｎを表し、ＡはＬ
ｉ以外のアルカリ金属を表す。）等が挙げられる。集電
体としては具体的にはアルミニウム、アルミニウム合
金、ステンレス鋼等の金属箔が挙げられ、加工性、価格
等の面からアルミニウムが好ましい。バインダーとして
は具体的にはテトラフルオロエチレンの単独重合体又は
共重合体、トリフルオロエチレンの単独重合体又は共重
合体、フッ化ビニリデンの単独重合体又は共重合体、フ
ッ化ビニルの単独重合体又は共重合体等が挙げられる。
導電剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラッ
ク等が挙げられる。
【０００９】本発明のリチウムイオン二次電池を構成す
る電解液は、電解質である、アルキル基の炭素数が２以
上であるビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリ
チウムと溶媒からなる。アルキル基の炭素数が２以上で
あるビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウ
ムは、下記一般式で表される化合物である。 一般式； （Ｃn Ｆ(2n-m+1)Ｈm ＳＯ2 ）2 ＮＬｉ （但し、ｎは２以上、通常は２以上８以下の整数を表
し、好ましくは２以上６以下の整数、更に好ましくは３
又は４であり、ｍは０以上２ｎ以下の整数を表す。） ｎが２以上の場合正極の集電体にアルミニウムを用いる
ことができる。また、ｎが８を超えると該イミドリチウ
ムは非水系溶媒溶液に実質的に不溶となるため好ましく
ない。該イミドリチウムの具体例として、ビス（ヘプタ
フルオロプロパンスルホニル）イミドリチウム、ビス
（１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパンス
ルホニル）イミドリチウム、ビス（１，１−ジフルオロ
プロパンスルホニル）イミドリチウム、ビス（ノナフル
オロブタンスルホニル）イミドリチウム等が挙げられ
る。
る電解液は、電解質である、アルキル基の炭素数が２以
上であるビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリ
チウムと溶媒からなる。アルキル基の炭素数が２以上で
あるビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウ
ムは、下記一般式で表される化合物である。 一般式； （Ｃn Ｆ(2n-m+1)Ｈm ＳＯ2 ）2 ＮＬｉ （但し、ｎは２以上、通常は２以上８以下の整数を表
し、好ましくは２以上６以下の整数、更に好ましくは３
又は４であり、ｍは０以上２ｎ以下の整数を表す。） ｎが２以上の場合正極の集電体にアルミニウムを用いる
ことができる。また、ｎが８を超えると該イミドリチウ
ムは非水系溶媒溶液に実質的に不溶となるため好ましく
ない。該イミドリチウムの具体例として、ビス（ヘプタ
フルオロプロパンスルホニル）イミドリチウム、ビス
（１，１，２，２，３，３−ヘキサフルオロプロパンス
ルホニル）イミドリチウム、ビス（１，１−ジフルオロ
プロパンスルホニル）イミドリチウム、ビス（ノナフル
オロブタンスルホニル）イミドリチウム等が挙げられ
る。
【００１０】これらのリチウム塩を合成する方法として
は、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２３
（２３） Ｐ．３７２７（１９８４）記載の、フルオロ
アルキルスルホニルフルオライドとアンモニアの反応生
成物フルオロアルキルスルホニルアミドをナトリウムメ
チラートと反応させスルホニルアルキルスルホニルアミ
ドナトリウムを合成した後、ヘキサメチルジシラザンと
反応させトリメチルシリルフルオロアルキルスルホニル
イミドナトリウムとして、さらにフルオロアルキルスル
ホニルフルオライドを反応させた後、硫酸で中和、ビス
（フルオロアルキルスルホニル）イミドを得、さらに炭
酸リチウムと反応させて該ビス（フルオロアルキルスル
ホニル）イミドリチウムを得る方法、特表平３−５０１
８６０号公報記載のフルオロアルキルスルホニルハライ
ドとリチウムビス（トリメチルシリル）アミドとの反応
で該ビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウ
ムを得る方法等が挙げられる。
は、Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２３
（２３） Ｐ．３７２７（１９８４）記載の、フルオロ
アルキルスルホニルフルオライドとアンモニアの反応生
成物フルオロアルキルスルホニルアミドをナトリウムメ
チラートと反応させスルホニルアルキルスルホニルアミ
ドナトリウムを合成した後、ヘキサメチルジシラザンと
反応させトリメチルシリルフルオロアルキルスルホニル
イミドナトリウムとして、さらにフルオロアルキルスル
ホニルフルオライドを反応させた後、硫酸で中和、ビス
（フルオロアルキルスルホニル）イミドを得、さらに炭
酸リチウムと反応させて該ビス（フルオロアルキルスル
ホニル）イミドリチウムを得る方法、特表平３−５０１
８６０号公報記載のフルオロアルキルスルホニルハライ
ドとリチウムビス（トリメチルシリル）アミドとの反応
で該ビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチウ
ムを得る方法等が挙げられる。
【００１１】該電解液を構成するもう１つの成分である
溶媒は、電解質であるビス（フルオロアルキルスルホニ
ル）イミドリチウムを溶解するものであれば、特に限定
しない。具体的には、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）等に代表される環
状カーボネート類、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）等に代表される非環状カーボネート
類、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、ε−カプロラクト
ン（εＣＬ）、プロピオン酸メチル（ＭＰ）、酪酸エチ
ル（ＥＡ）等に代表される環状及び非環状エステル類、
テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメトキシエタン（Ｄ
ＭＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル等に代
表されるエーテル類、アセトニトリル（ＡＮ）、プロピ
オニトリル等に代表されるニトリル類等が挙げられ、単
独で又は２つ以上の混合系で用いられる。２つ以上の混
合溶媒系の場合は、誘電率が高い溶媒と該高誘電率溶媒
より、粘度が低くかつリチウムイオンに対する配位力が
高い溶媒の組み合わせが好ましく、具体的な組み合わせ
として、ＰＣとγＢＬ、ＤＭＣ、ＭＥＣ、ＤＥＣ、ＴＨ
Ｆ、ＤＭＥ、ＥＣとγＢＬ、ＤＭＣ、ＭＥＣ、ＤＥＣ、
ＴＨＦ、ＤＭＥ等が挙げられる。高誘電率溶媒と低粘度
溶媒の体積比率は２：１〜１：２が好ましく、更に好ま
しくは１．５：１〜１：１．５である。
溶媒は、電解質であるビス（フルオロアルキルスルホニ
ル）イミドリチウムを溶解するものであれば、特に限定
しない。具体的には、プロピレンカーボネート（Ｐ
Ｃ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）等に代表される環
状カーボネート類、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）等に代表される非環状カーボネート
類、γ−ブチロラクトン（γＢＬ）、ε−カプロラクト
ン（εＣＬ）、プロピオン酸メチル（ＭＰ）、酪酸エチ
ル（ＥＡ）等に代表される環状及び非環状エステル類、
テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメトキシエタン（Ｄ
ＭＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル等に代
表されるエーテル類、アセトニトリル（ＡＮ）、プロピ
オニトリル等に代表されるニトリル類等が挙げられ、単
独で又は２つ以上の混合系で用いられる。２つ以上の混
合溶媒系の場合は、誘電率が高い溶媒と該高誘電率溶媒
より、粘度が低くかつリチウムイオンに対する配位力が
高い溶媒の組み合わせが好ましく、具体的な組み合わせ
として、ＰＣとγＢＬ、ＤＭＣ、ＭＥＣ、ＤＥＣ、ＴＨ
Ｆ、ＤＭＥ、ＥＣとγＢＬ、ＤＭＣ、ＭＥＣ、ＤＥＣ、
ＴＨＦ、ＤＭＥ等が挙げられる。高誘電率溶媒と低粘度
溶媒の体積比率は２：１〜１：２が好ましく、更に好ま
しくは１．５：１〜１：１．５である。
【００１２】かかる負極、正極及び電解液からなるリチ
ウムイオン二次電池の形状は特に限定するものではな
く、円筒型、角型、偏円型等の種々の形状をとりうる。
ウムイオン二次電池の形状は特に限定するものではな
く、円筒型、角型、偏円型等の種々の形状をとりうる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に実施例を挙げ本発明を具体
的に説明する。 ＜参考例＞ ビス（パーフルオロ−１−ブタンスルホニル）イミドリ
チウムの合成 テフロン回転子、コンデンサー、滴下漏斗を取り付けた
３００ｍｌの４つ口フラスコにリチウムビス（トリメチ
ルシリル）アミドの１Ｍテトラヒドロフラン溶液１５０
ｍｌを入れ０℃に冷却した後、撹拌しながら滴下漏斗か
らパーフルオロ−１−ブタンスルホニルフルオライド９
０．６ｇ（＝０．３００ｍｏｌ）を約１時間かけて滴下
した。滴下完了後、撹拌を続けながら温度を徐々に室温
に戻し、更に約７日間反応させた。反応終了後、溶媒を
留去して得た粗ビス（パーフルオロ−１−ブタンスルホ
ニル）イミドリチウムをジエチルカーボネートに溶解し
て不溶分を濾別し、溶媒を留去した後、さらに水に溶解
して不溶分を濾別して真空乾燥し、７５．０ｇ（０．１
２８ｍｏｌ）の精製ビス（パーフルオロ−１−ブタンス
ルホニル）イミドリチウムを得た。収率８５．２％。
的に説明する。 ＜参考例＞ ビス（パーフルオロ−１−ブタンスルホニル）イミドリ
チウムの合成 テフロン回転子、コンデンサー、滴下漏斗を取り付けた
３００ｍｌの４つ口フラスコにリチウムビス（トリメチ
ルシリル）アミドの１Ｍテトラヒドロフラン溶液１５０
ｍｌを入れ０℃に冷却した後、撹拌しながら滴下漏斗か
らパーフルオロ−１−ブタンスルホニルフルオライド９
０．６ｇ（＝０．３００ｍｏｌ）を約１時間かけて滴下
した。滴下完了後、撹拌を続けながら温度を徐々に室温
に戻し、更に約７日間反応させた。反応終了後、溶媒を
留去して得た粗ビス（パーフルオロ−１−ブタンスルホ
ニル）イミドリチウムをジエチルカーボネートに溶解し
て不溶分を濾別し、溶媒を留去した後、さらに水に溶解
して不溶分を濾別して真空乾燥し、７５．０ｇ（０．１
２８ｍｏｌ）の精製ビス（パーフルオロ−１−ブタンス
ルホニル）イミドリチウムを得た。収率８５．２％。
【００１４】
【実施例１】図１に示す円筒型非水電解液電池を下記の
ようにして作製した。まず、ＬｉＣｏＯ2 をボールミル
で平均粒径３μｍに粉砕した後、この粉末１重量部に対
しグラファイト０．０２５重量部、アセチレンブラック
０．０２５重量部、結合剤としてポリフッ化ビニリデン
０．０２重量部を加え、ジメチルホルムアミドを用いて
ペースト状にしたものを、厚さ１５μｍのアルミ箔の片
面に乾燥膜厚が１００μｍになるように塗布して正極１
を作製した。一方、市販の石油系ニードルコークス（興
亜石油社製、ＫＯＡ−ＳＪ Ｃｏｋｅ）をボールミルで
平均粒径１０μｍに粉砕した。このニードルコークスの
ＢＥＴ表面積、真密度、Ｘ線回折より得られる面間隔ｄ
002 、Ｌｃ(002) はそれぞれ、１１ｍ2 ・ｇ-1、２．１
３ｇ・ｃｍ-3、３．４４Å、５２Åであった。この粉末
１重量部に対して結合剤としてポリフッ化ビニリデン
０．０５重量部を加え、ジメチルホルムアミドを用いて
ペースト状にし、厚さ１０μｍの銅箔の片面に乾燥膜厚
が１３０μｍになるように塗布して負極２を作製した。
なお、正極１及び負極２には、集電を行うためのアルミ
ニウム製の正極リード端子３、銅製の負極リード端子４
をそれぞれ溶接した。そして、正極１と負極２の間に、
ポリエチレン製の微多孔膜からなるセパレータ５を介在
させて互いに積層し、多数回捲回して、渦巻型の電極体
を作製した。そして、この渦巻型の電極体をＳＵＳ製電
池容器６中に収納した。負極リード端子４を電池容器６
の内底部にスポット溶接により接続し、正極リード端子
３は電池封口板７に同様にして接続した。
ようにして作製した。まず、ＬｉＣｏＯ2 をボールミル
で平均粒径３μｍに粉砕した後、この粉末１重量部に対
しグラファイト０．０２５重量部、アセチレンブラック
０．０２５重量部、結合剤としてポリフッ化ビニリデン
０．０２重量部を加え、ジメチルホルムアミドを用いて
ペースト状にしたものを、厚さ１５μｍのアルミ箔の片
面に乾燥膜厚が１００μｍになるように塗布して正極１
を作製した。一方、市販の石油系ニードルコークス（興
亜石油社製、ＫＯＡ−ＳＪ Ｃｏｋｅ）をボールミルで
平均粒径１０μｍに粉砕した。このニードルコークスの
ＢＥＴ表面積、真密度、Ｘ線回折より得られる面間隔ｄ
002 、Ｌｃ(002) はそれぞれ、１１ｍ2 ・ｇ-1、２．１
３ｇ・ｃｍ-3、３．４４Å、５２Åであった。この粉末
１重量部に対して結合剤としてポリフッ化ビニリデン
０．０５重量部を加え、ジメチルホルムアミドを用いて
ペースト状にし、厚さ１０μｍの銅箔の片面に乾燥膜厚
が１３０μｍになるように塗布して負極２を作製した。
なお、正極１及び負極２には、集電を行うためのアルミ
ニウム製の正極リード端子３、銅製の負極リード端子４
をそれぞれ溶接した。そして、正極１と負極２の間に、
ポリエチレン製の微多孔膜からなるセパレータ５を介在
させて互いに積層し、多数回捲回して、渦巻型の電極体
を作製した。そして、この渦巻型の電極体をＳＵＳ製電
池容器６中に収納した。負極リード端子４を電池容器６
の内底部にスポット溶接により接続し、正極リード端子
３は電池封口板７に同様にして接続した。
【００１５】次に、この電極体が収納された電池缶容器
６中に、プロピレンカーボネート、ジメトキシエタンを
体積比１対１で混合した混合溶媒に、電解質として参考
例で合成したビス（パーフルオロ−１−ブタンスルホニ
ル）イミドリチウムを０．７ｍｏｌ・ｄｍ-3になるよう
に溶解させて調整した電解液を注液し、該電池容器６と
前記電池封口板７とをポリプロピレン製パッキング８を
介し、嵌合してかしめることで密封し、外径２０ｍｍ、
高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を作製した。この
電池を、充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電
終止電圧２．７Ｖで室温（約２０℃）において充放電試
験を行ったところ、１サイクルめの放電容量０．８８Ａ
ｈ、２００サイクルめの放電容量保持率（２００サイク
ルめの放電容量を１サイクルめの容量で割った百分率）
９１％という結果を得た。
６中に、プロピレンカーボネート、ジメトキシエタンを
体積比１対１で混合した混合溶媒に、電解質として参考
例で合成したビス（パーフルオロ−１−ブタンスルホニ
ル）イミドリチウムを０．７ｍｏｌ・ｄｍ-3になるよう
に溶解させて調整した電解液を注液し、該電池容器６と
前記電池封口板７とをポリプロピレン製パッキング８を
介し、嵌合してかしめることで密封し、外径２０ｍｍ、
高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を作製した。この
電池を、充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電
終止電圧２．７Ｖで室温（約２０℃）において充放電試
験を行ったところ、１サイクルめの放電容量０．８８Ａ
ｈ、２００サイクルめの放電容量保持率（２００サイク
ルめの放電容量を１サイクルめの容量で割った百分率）
９１％という結果を得た。
【００１６】
【実施例２】実施例１と同様にして、電解液のみビス
（パ−フルオロ−１−ブタンスルホニル）イミドリチウ
ムの０．７ｍｏｌ・ｄｍ-3プロピレンカーボネート／ジ
メトキシエタンの体積比１／１．２５混合溶媒溶液とし
た外径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解電池を
作製し、充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電
終止電圧２．７Ｖで室温（約２０℃）において充放電試
験を行ったところ、１サイクルめの放電容量は０．８６
Ａｈ、２００サイクルめの放電容量保持率（２００サイ
クルめの放電容量を１サイクルめの容量で割った百分
率）９０％という結果を得た。
（パ−フルオロ−１−ブタンスルホニル）イミドリチウ
ムの０．７ｍｏｌ・ｄｍ-3プロピレンカーボネート／ジ
メトキシエタンの体積比１／１．２５混合溶媒溶液とし
た外径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解電池を
作製し、充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電
終止電圧２．７Ｖで室温（約２０℃）において充放電試
験を行ったところ、１サイクルめの放電容量は０．８６
Ａｈ、２００サイクルめの放電容量保持率（２００サイ
クルめの放電容量を１サイクルめの容量で割った百分
率）９０％という結果を得た。
【００１７】
【実施例３】実施例１と同様にして、電解液のみビス
（パ−フルオロ−１−ブタンスルホニル）イミドリチウ
ムの０．２５ｍｏｌ・ｄｍ-3プロピレンカーボネート溶
液とした外径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解
電池を作製し、充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．２
Ｖ、放電終止電圧２．７Ｖで室温（約２０℃）において
充放電試験を行ったところ、１サイクルめの放電容量は
０．６７Ａｈ、２００サイクルめの放電容量保持率（２
００サイクルめの放電容量を１サイクルめの容量で割っ
た百分率）９４％という結果を得た。
（パ−フルオロ−１−ブタンスルホニル）イミドリチウ
ムの０．２５ｍｏｌ・ｄｍ-3プロピレンカーボネート溶
液とした外径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解
電池を作製し、充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．２
Ｖ、放電終止電圧２．７Ｖで室温（約２０℃）において
充放電試験を行ったところ、１サイクルめの放電容量は
０．６７Ａｈ、２００サイクルめの放電容量保持率（２
００サイクルめの放電容量を１サイクルめの容量で割っ
た百分率）９４％という結果を得た。
【００１８】
【比較例１】実施例１と同様にして、電解液のみビス
（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウムの
１．０ｍｏｌ・ｄｍ-3プロピレンカーボネート／ジメト
キシエタンの体積比１／１混合溶媒溶液とした外径２０
ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を作製し、
充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧
２．７Ｖで室温（約２０℃）において充放電試験を行っ
たところ、１サイクルめの放電容量は０．９０Ａｈだっ
たが、２サイクルめには充電及び放電が不可能になっ
た。電池を解体して調べたところ、正極のアルミニウム
箔が腐食によって切断されていた。
（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウムの
１．０ｍｏｌ・ｄｍ-3プロピレンカーボネート／ジメト
キシエタンの体積比１／１混合溶媒溶液とした外径２０
ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電解液電池を作製し、
充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧
２．７Ｖで室温（約２０℃）において充放電試験を行っ
たところ、１サイクルめの放電容量は０．９０Ａｈだっ
たが、２サイクルめには充電及び放電が不可能になっ
た。電池を解体して調べたところ、正極のアルミニウム
箔が腐食によって切断されていた。
【００１９】
【比較例２】実施例１と同様にして、電解液のみ六フッ
化燐酸リチウムの１．０ｍｏｌ・ｄｍ−３プロピレンカ
ーボネート／ジメトキシエタンの体積比１／１混合溶媒
溶液とした外径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電
解液電池を作製し、充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．
２Ｖ、放電終止電圧２．７Ｖで室温（約２０℃）におい
て充放電試験を行ったところ、１サイクルめの放電容量
は０．８９Ａｈ、２００サイクルめの放電容量保持率
（２００サイクルめの放電容量を１サイクルめの容量で
割った百分率）７２％という結果を得た。
化燐酸リチウムの１．０ｍｏｌ・ｄｍ−３プロピレンカ
ーボネート／ジメトキシエタンの体積比１／１混合溶媒
溶液とした外径２０ｍｍ、高さ５０ｍｍの円筒型非水電
解液電池を作製し、充放電電流１Ａ、充電終止電圧４．
２Ｖ、放電終止電圧２．７Ｖで室温（約２０℃）におい
て充放電試験を行ったところ、１サイクルめの放電容量
は０．８９Ａｈ、２００サイクルめの放電容量保持率
（２００サイクルめの放電容量を１サイクルめの容量で
割った百分率）７２％という結果を得た。
【００２０】
【比較例３】実施例１と同様にして、電解液のみパーフ
ルオロ−１−ブタンスルホン酸リチウムの１．０ｍｏｌ
・ｄｍ-3プロピレンカーボネート／ジメトキシエタンの
体積比１／１混合溶媒溶液とした外径２０ｍｍ、高さ５
０ｍｍの円筒型非水電解液電池を作製し、充放電電流１
Ａ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧２．７Ｖで室
温（約２０℃）において充放電試験を行ったところ、１
サイクルめの放電容量は０．４９Ａｈだった。
ルオロ−１−ブタンスルホン酸リチウムの１．０ｍｏｌ
・ｄｍ-3プロピレンカーボネート／ジメトキシエタンの
体積比１／１混合溶媒溶液とした外径２０ｍｍ、高さ５
０ｍｍの円筒型非水電解液電池を作製し、充放電電流１
Ａ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧２．７Ｖで室
温（約２０℃）において充放電試験を行ったところ、１
サイクルめの放電容量は０．４９Ａｈだった。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、高容量でかつ容量のサイ
クル安定性が高く、しかも正極の集電体にアルミニウム
を用いることの可能なリチウムイオン二次電池を提供す
ることができ、大いに有用である。
クル安定性が高く、しかも正極の集電体にアルミニウム
を用いることの可能なリチウムイオン二次電池を提供す
ることができ、大いに有用である。
【図１】本発明の実施例１で用いた非水電解液電池の縦
断面図である。
断面図である。
１ 帯状正極 ２ 帯状負極 ３ 正極リード端子 ４ 負極リード端子 ５ セパレーター ６ 電池容器 ７ 電池封口板 ８ パッキング ９ 絶縁板
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウムイオンを吸蔵可能な炭素材料を
主体とする負極及びリチウム含有遷移金属カルコゲン化
合物を主体とする正極と、アルキル基の炭素数が２以上
であるビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリチ
ウムを電解質とする電解液からなるリチウムイオン二次
電池。 - 【請求項２】 銅箔を負極の集電体とし、アルミニウム
箔を正極の集電体とし、かつアルキル基の炭素数が２以
上であるビス（フルオロアルキルスルホニル）イミドリ
チウムを電解質とする請求項１記載のリチウムイオン二
次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7263116A JPH09106834A (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | リチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7263116A JPH09106834A (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | リチウムイオン二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09106834A true JPH09106834A (ja) | 1997-04-22 |
Family
ID=17385056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7263116A Withdrawn JPH09106834A (ja) | 1995-10-11 | 1995-10-11 | リチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09106834A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH117962A (ja) * | 1997-04-24 | 1999-01-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| US6280883B1 (en) | 1997-12-10 | 2001-08-28 | 3M Innovative Properties Company | Bis (perfluoralkanesulfonyl)imide surfactant salts in electrochemical systems |
| EP1174940A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrochemical apparatus |
-
1995
- 1995-10-11 JP JP7263116A patent/JPH09106834A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH117962A (ja) * | 1997-04-24 | 1999-01-12 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| US6280883B1 (en) | 1997-12-10 | 2001-08-28 | 3M Innovative Properties Company | Bis (perfluoralkanesulfonyl)imide surfactant salts in electrochemical systems |
| EP1174940A1 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrochemical apparatus |
| US6958198B2 (en) | 2000-07-17 | 2005-10-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous electrochemical apparatus |
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Legal Events
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| A977 | Report on retrieval |
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|
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