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JP2003243030A - Non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte battery

Info

Publication number
JP2003243030A
JP2003243030A JP2002040487A JP2002040487A JP2003243030A JP 2003243030 A JP2003243030 A JP 2003243030A JP 2002040487 A JP2002040487 A JP 2002040487A JP 2002040487 A JP2002040487 A JP 2002040487A JP 2003243030 A JP2003243030 A JP 2003243030A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
lithium
battery
metal
aqueous electrolyte
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.)
Pending
Application number
JP2002040487A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsumichi Kawashima
敦道 川島
Momoe Adachi
百恵 足立
Hiroyuki Akashi
寛之 明石
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 JP2002040487A priority Critical patent/JP2003243030A/en
Publication of JP2003243030A publication Critical patent/JP2003243030A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 充放電サイクル特性の劣化を防止する。 【解決手段】 正極2と、負極4と、非水電解液7とを
備えるLOC電池1であって、非水電解液7に、リチウ
ム金属の負極4に析出する際の電位より高く、充電状態
の正極2の電位より酸化還元電位が低い酸化還元電位を
有する添加剤が添加されていることにより、添加剤が負
極4上で失活したリチウム金属をイオン化させることか
ら、負極4に析出したリチウム金属の失活による充放電
サイクル特性の劣化を防ぐ。
(57) [Problem] To prevent deterioration of charge / discharge cycle characteristics. A LOC battery (1) comprising a positive electrode (2), a negative electrode (4), and a non-aqueous electrolyte (7), wherein the non-aqueous electrolyte (7) has a higher charge potential than the potential at the time of deposition on the lithium metal negative electrode (4). The addition of an additive having an oxidation-reduction potential lower than the potential of the positive electrode 2 of the negative electrode 2 causes the additive to ionize lithium metal that has been deactivated on the negative electrode 4. Prevents deterioration of charge / discharge cycle characteristics due to deactivation of metal.

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、正極、負極及び非
水電解質を備え、電池特性が大幅に改良された非水電解
質電池に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery including a positive electrode, a negative electrode and a non-aqueous electrolyte, and having greatly improved battery characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年においては、例えばノート型携帯用
コンピューター、携帯電話、カメラ一体型VTR(vide
o tape recorder)等の携帯用電子機器の電源として、
軽量で高エネルギー密度な二次電池の開発が進められて
いる。この高いエネルギー密度を有する二次電池として
は、リチウムやリチウム合金もしくはリチウムイオンを
ドープ/脱ドープすることが可能な炭素材料等を負極活
物質として用い、金属酸化物や金属硫化物等を正極側の
電極活物質として用いるリチウムイオン二次電池等が知
られている。このリチウムイオン二次電池は、例えば鉛
電池や、ニッケルカドミウム電池等と比較して大きなエ
ネルギー密度が得られると共に、充放電の繰り返しによ
る容量劣化が小さいことから、様々な電子機器の電源と
して普及している。
2. Description of the Related Art In recent years, for example, a notebook type portable computer, a mobile phone, a camera-integrated VTR (vide)
o tape recorders) and other portable electronic equipment power supplies,
Development of lightweight secondary batteries with high energy density is underway. As a secondary battery having this high energy density, lithium, a lithium alloy, or a carbon material capable of doping / dedoping lithium ions is used as a negative electrode active material, and a metal oxide or a metal sulfide is used on the positive electrode side. A lithium-ion secondary battery or the like used as the electrode active material is known. This lithium-ion secondary battery is widely used as a power source for various electronic devices because it has a larger energy density than lead batteries, nickel-cadmium batteries, and the like, and has little capacity deterioration due to repeated charging and discharging. ing.

【0003】また、上述した携帯用電子機器の高機能
化、高性能化に伴い消費電力が大きくなり、リチウムイ
オン二次電池より容量の大きいリチウム金属を用いた二
次電池、いわゆる金属リチウム二次電池の実用化が期待
されている。この金属リチウム二次電池は、充放電を繰
り返すことで負極にリチウムが析出してしまい、この析
出したリチウムが負極より欠落することで電池容量が低
下してしまうといった問題がある。
In addition, as the above-mentioned portable electronic equipment has become more sophisticated and has higher power consumption, the power consumption increases, and a secondary battery using lithium metal having a larger capacity than a lithium ion secondary battery, so-called metallic lithium secondary battery. Practical application of batteries is expected. This metal lithium secondary battery has a problem that lithium is deposited on the negative electrode by repeating charging and discharging, and the deposited lithium is lost from the negative electrode, resulting in a decrease in battery capacity.

【0004】このような問題を解決する手段としては、
電解質にリチウムイオン導電性ポリマーを含有させるこ
とで、物理的に負極に析出したリチウムの欠落を防止さ
せることが可能なリチウムポリマー二次電池等がある。
また、電解液をエーテル系電解液にすることで負極に析
出したリチウムの欠落を低減させること等も知られてい
る。
As a means for solving such a problem,
There is a lithium polymer secondary battery or the like that can physically prevent loss of lithium deposited on the negative electrode by including a lithium ion conductive polymer in the electrolyte.
It is also known to reduce the loss of lithium deposited on the negative electrode by using an ether-based electrolyte as the electrolyte.

【0005】以上のような解決手段のうち、前者は、電
解質に含有されるリチウムイオン導電性ポリマーの導電
性が低温で小さくなってしまうといった問題を抱えてお
り、実用化が困難とされている。一方、後者は、エーテ
ル系電解液が例えば電池容量が大きくできるコバルト酸
リチウムを正極活物質に用いた場合、このコバルト酸リ
チウムに酸化されてしまうため、電池容量が小さくなっ
てしまうバナジウム系の正極活物質を用いることにな
り、高容量な電池を得ることは困難とされている。この
ため、リチウム金属は、二次電池ではなく、主に一次電
池の電極として用いられている。
Among the above-mentioned solutions, the former has a problem that the conductivity of the lithium ion conductive polymer contained in the electrolyte decreases at low temperature, and it is considered difficult to put it into practical use. . On the other hand, the latter is a vanadium-based positive electrode in which the battery capacity becomes small when the ether-based electrolytic solution uses lithium cobalt oxide, which can increase the battery capacity, as the positive electrode active material and is oxidized to the lithium cobalt oxide. Since an active material is used, it is difficult to obtain a high capacity battery. Therefore, lithium metal is mainly used as an electrode of a primary battery, not a secondary battery.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、最近、上述
したリチウムイオン二次電池を更に電池容量を向上させ
る電池として、活物質に炭素質材料を用いた負極上にリ
チウム金属を析出させることで、活物質の容量と析出さ
せたリチウム金属の容量とを合わせ容量を電池容量とし
て用いることができるLithium On Carbon(以下、LO
Cと記す。)電池が提案されている。このLOC電池
は、リチウムイオン二次電池に比べて電池容量を大幅に
大きくすることができる。
By the way, recently, by using the above-mentioned lithium ion secondary battery as a battery for further improving the battery capacity, by depositing lithium metal on a negative electrode using a carbonaceous material as an active material, Lithium On Carbon (hereinafter referred to as LO), which can be used as the battery capacity by combining the capacity of the active material and the capacity of the deposited lithium metal
It is written as C. Batteries have been proposed. This LOC battery can have a significantly larger battery capacity than a lithium ion secondary battery.

【0007】しかしながら、このLOC電池では、リチ
ウムイオン二次電池に比べて、充放電を繰り返した後の
放電容量維持率が小さくなってしまうといった問題あ
る。このLOC電池では、図4に示すように、負極10
0上に析出しているリチウム金属101を放電する際の
リチウム金属101のイオン化が負極100の表面に近
い方から行われ、負極100の表面に近い方のリチウム
金属101から順次溶解されることになる。このため、
負極100と負極100の表面から遠い方のリチウム金
属101との間に空間部102が生じることになり、こ
の空間部102によって負極100の表面から遠い方の
リチウム金属101が絶縁状態となって失活したリチウ
ム金属101aとなってしまうことから、失活したリチ
ウム金属101aが充放電に寄与しなくなり充放電の繰
り返しに伴い放電容量が低下することになる。
However, this LOC battery has a problem that the discharge capacity retention rate after repeated charging and discharging becomes smaller than that of the lithium ion secondary battery. In this LOC battery, as shown in FIG.
When the lithium metal 101 deposited on the anode 0 is discharged, the lithium metal 101 is ionized from the side closer to the surface of the negative electrode 100, and the lithium metal 101 closer to the surface of the negative electrode 100 is sequentially dissolved. Become. For this reason,
A space 102 is formed between the negative electrode 100 and the lithium metal 101 farther from the surface of the negative electrode 100, and the space 102 causes the lithium metal 101 farther from the surface of the negative electrode 100 to be in an insulating state and lost. Since it becomes the activated lithium metal 101a, the deactivated lithium metal 101a does not contribute to the charge and discharge, and the discharge capacity decreases as the charge and discharge are repeated.

【0008】そこで、本発明は、このような従来の実情
に鑑みて提案されたものであり、充放電の繰り返しに伴
い放電容量が低下するといった充放電サイクル特性の劣
化を防止させることを可能にした非水電解質電池を提供
することを目的としている。
Therefore, the present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and makes it possible to prevent deterioration of charge / discharge cycle characteristics such as a decrease in discharge capacity with repeated charge / discharge. The purpose of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte battery.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係る非水電解質
電池は、リチウムを含有する活物質を有する正極と、金
属をイオンの状態でドープ/脱ドープ及び/又は金属を
析出/溶出させることが可能な活物質を有する負極と、
電解質塩を含有する非水電解質とを備える非水電解質電
池であって、非水電解質に、金属の負極に析出する際の
電位より酸化還元電位が貴であり、充電状態の正極活物
質が有する電位より酸化還元電位が卑である添加剤が添
加されていることを特徴としている。
A non-aqueous electrolyte battery according to the present invention comprises a positive electrode having an active material containing lithium, and doping / dedoping metal in an ionic state and / or depositing / eluting metal. A negative electrode having an active material capable of
A non-aqueous electrolyte battery comprising a non-aqueous electrolyte containing an electrolyte salt, the non-aqueous electrolyte has a redox potential nobler than the potential when deposited on a metal negative electrode, and has a positive electrode active material in a charged state. It is characterized in that an additive whose redox potential is lower than the potential is added.

【0010】この非水電解質電池は、非水電解質中に、
負極に析出した際の金属の電位より高く、且つ充電状態
の正極活物質が有する電位より低い酸化還元電位を有す
る添加剤が添加されている。これにより、この非水電解
質電池では、負極に析出した金属が負極と絶縁状態とな
ることで充放電に寄与しない状態になった際に、この充
放電に寄与しない金属を添加剤が酸化してイオン化させ
ると共に、充放電に寄与しない金属によって還元された
添加剤を充電状態の正極活物質が酸化し、再び添加剤の
酸化還元電位を負極に析出している金属の電位より高く
させる。
This non-aqueous electrolyte battery comprises a non-aqueous electrolyte,
An additive having a redox potential higher than the potential of the metal when deposited on the negative electrode and lower than the potential of the positive electrode active material in the charged state is added. As a result, in this non-aqueous electrolyte battery, when the metal deposited on the negative electrode is in a state where it does not contribute to charging and discharging due to being insulated from the negative electrode, the additive oxidizes the metal that does not contribute to charging and discharging. While being ionized, the positive electrode active material in the charged state oxidizes the additive reduced by the metal that does not contribute to charge and discharge, and again makes the redox potential of the additive higher than the potential of the metal deposited on the negative electrode.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る非水電解質電
池の具体的な実施の形態について、図面を参照しながら
詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Specific embodiments of the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0012】本発明を適用した非水電解質電池では、充
電の過程において、開回路電圧(電池電圧)が過充電電
圧よりも低い時点で負極に軽金属が析出し始めるように
なっている。すなわち、この非水電解質電池では、開回
路電圧が過充電電圧よりも低い状態において負極に軽金
属が析出しており、負極の容量は、軽金属をイオン状態
で吸蔵及び離脱する際に得られる容量成分と、軽金属が
析出及び溶解する際に得られる容量成分との和で表され
る。すなわち、この非水電解質電池は、充電の過程にお
いて、開回路電圧(電池電圧)が過充電電圧よりも低い
時点で負極に軽金属が析出し始めるようになっている、
いわゆるLOC(Lithium On Carbon)電池である。な
お、詳細については後述する。
In the non-aqueous electrolyte battery to which the present invention is applied, light metal begins to deposit on the negative electrode at the time when the open circuit voltage (battery voltage) is lower than the overcharge voltage during the charging process. That is, in this non-aqueous electrolyte battery, the light metal is deposited on the negative electrode when the open circuit voltage is lower than the overcharge voltage, and the capacity of the negative electrode is the capacity component obtained when the light metal is occluded and released in the ionic state. And the capacity component obtained when the light metal is deposited and dissolved. That is, in this non-aqueous electrolyte battery, in the process of charging, light metal begins to deposit on the negative electrode at a time point when the open circuit voltage (battery voltage) is lower than the overcharge voltage,
It is a so-called LOC (Lithium On Carbon) battery. The details will be described later.

【0013】以下に、軽金属としてリチウムを用いた非
水電解質二次電池の一構成例を、図1に示す。本発明を
適用した非水電解質二次電池(以下、電池と記す。)1
は、正極2と、正極2を収容する正極缶3と、負極4
と、負極4を収容する負極缶5と、正極2と負極4との
間に介在されているセパレータ6と、非水電解液7と、
ガスケット8とを有している。そして、電池1は、正極
缶3と負極缶5とがガスケット8を介してかしめられて
いることにより、正極2、負極4、セパレータ6、非水
電解液7が、正極缶3と負極缶5とによって封入された
構造となっている。
FIG. 1 shows a constitutional example of a non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium as a light metal. Non-aqueous electrolyte secondary battery to which the present invention is applied (hereinafter referred to as battery) 1
Is a positive electrode 2, a positive electrode can 3 containing the positive electrode 2, and a negative electrode 4.
A negative electrode can 5 accommodating the negative electrode 4, a separator 6 interposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 4, a non-aqueous electrolyte solution 7,
It has a gasket 8. In the battery 1, the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5 are caulked with the gasket 8 interposed therebetween, so that the positive electrode 2, the negative electrode 4, the separator 6, the non-aqueous electrolyte solution 7 are discharged into the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5. The structure is enclosed by.

【0014】正極2は、正極集電体2a上に、正極活物
質を含有する正極合剤層2bが形成されてなる。正極集
電体3aには、例えばアルミニウム等の薄状金属や網状
金属等を用いる。正極合剤層3bは、例えば正極活物質
と、グラファイトやカーボンブラック等といった導電剤
と、ポリフッ化ビニリデン等といった結着剤とが含有さ
れた構成となっている。
The positive electrode 2 comprises a positive electrode current collector 2a and a positive electrode mixture layer 2b containing a positive electrode active material formed thereon. For the positive electrode current collector 3a, a thin metal such as aluminum or a mesh metal is used. The positive electrode mixture layer 3b is configured to contain, for example, a positive electrode active material, a conductive agent such as graphite or carbon black, and a binder such as polyvinylidene fluoride.

【0015】正極活物質としては、軽金属であるリチウ
ムを含有する化合物、例えばリチウム酸化物、リチウム
硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物等のうちの何
れか一種又は複数種を混合して用いる。特に、エネルギ
ー密度を高くする場合、正極活物質としては、Li
を主体とするリチウム複合酸化物を含んでいること
が好ましい。なお、Mは、1種類以上の遷移金属であ
る。具体的に、Mは、コバルト(Co)、ニッケル(N
i)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、アルミニウム
(Al)、バナジウム(V)及びチタン(Ti)のうち
の何れか一種又は複数種からなる化合物である。また、
xは、電池の充放電状態によって異なり、通常、0.0
5以上、1.10以下の範囲である。このようなリチウ
ム複合酸化物の具体例としては、LiCoO、Li
NiO、LiNiCo1−y(但し、これ
らの式中x≒1、0<y<1である)等が挙げられる。
また、リチウム複合酸化物としてスピネル構造を有する
LiMn、オリビン構造を有するLiFeP
を用いることも可能である。その他には、例えば硫
化チタン、硫化モリブテン等といった硫化物や、ポリア
ニリン、ポリチオフェン等といった導電性高分子等にリ
チウムを含有させて用いることも可能である。
As the positive electrode active material, a compound containing lithium, which is a light metal, such as a lithium oxide, a lithium sulfide, or an intercalation compound containing lithium, is used alone or in combination. In particular, when increasing the energy density, the positive electrode active material may be Li x M.
It is preferable to contain a lithium composite oxide mainly containing O 2 . In addition, M is one or more kinds of transition metals. Specifically, M is cobalt (Co), nickel (N
i), manganese (Mn), iron (Fe), aluminum (Al), vanadium (V), and titanium (Ti). Also,
x depends on the charge / discharge state of the battery and is usually 0.0
The range is 5 or more and 1.10 or less. Specific examples of such a lithium composite oxide include Li x CoO 2 and Li.
x NiO 2, Li x Ni y Co 1-y O 2 ( where these are wherein x ≒ 1,0 <y <1), and the like.
Further, as a lithium composite oxide, Li x Mn 2 O 4 having a spinel structure, and Li x FeP having an olivine structure.
It is also possible to use O 4 . In addition, for example, sulfide such as titanium sulfide or molybdenum sulfide, or conductive polymer such as polyaniline or polythiophene can be used by incorporating lithium.

【0016】なお、このようなリチウム複合酸化物は、
例えば、リチウムの炭酸塩、硝酸塩、酸化物或いは水酸
化物と、遷移金属の炭酸塩、硝酸塩、酸化物、硫化物或
いは水酸化物とを所望の組成になるように混合し、粉砕
した後、酸素雰囲気中において600〜1000℃の範
囲内の温度で焼成することにより合成される。
Such a lithium composite oxide is
For example, lithium carbonate, nitrate, oxide or hydroxide and transition metal carbonate, nitrate, oxide, sulfide or hydroxide are mixed to have a desired composition, and after pulverization, It is synthesized by firing at a temperature in the range of 600 to 1000 ° C. in an oxygen atmosphere.

【0017】正極合剤層3bは、また、充放電容量を大
きくするという見地からいうと、定常状態(例えば5回
程度充放電を繰り返した後)において、少なくとも負極
活物質1gあたり280mAh以上の充放電容量相当分
のリチウムを含んでいることが好ましい。また、350
mAh以上の充放電容量相当分のリチウムを含んでいれ
ばより好ましい。但し、このリチウムは必ずしも正極合
剤層3b、すなわち正極2から全て供給される必要はな
く、電池内全体において存在するようにしてもよい。例
えば、負極4にリチウム金属等を貼り合わせることで電
池内のリチウムを補充することも可能である。なお、電
池内のリチウム量は、電池の放電容量を測定することに
より定量される。正極合剤層3bは、更に、例えば炭酸
リチウム(LiCO)等の炭酸金属塩を含有してい
てもよい。このように炭酸金属塩を含有する場合、サイ
クル特性を更に向上させることが可能となる。これは、
正極2において炭酸金属塩が一部分解し、負極4に安定
な被膜を形成するためである。
From the standpoint of increasing the charge / discharge capacity, the positive electrode mixture layer 3b has a charge of at least 280 mAh / g of the negative electrode active material in a steady state (for example, after repeating charge / discharge about 5 times). It is preferable to contain lithium in an amount corresponding to the discharge capacity. Also, 350
It is more preferable to contain lithium corresponding to a charge / discharge capacity of mAh or more. However, this lithium does not necessarily have to be entirely supplied from the positive electrode mixture layer 3b, that is, the positive electrode 2, and may be present in the entire battery. For example, it is possible to replenish the lithium in the battery by bonding lithium metal or the like to the negative electrode 4. The amount of lithium in the battery is quantified by measuring the discharge capacity of the battery. The positive electrode mixture layer 3b may further contain a metal carbonate such as lithium carbonate (Li 2 CO 3 ). When the metal carbonate is contained as described above, the cycle characteristics can be further improved. this is,
This is because the metal carbonate is partially decomposed in the positive electrode 2 to form a stable coating film on the negative electrode 4.

【0018】正極缶3は、正極2を収容する底の浅い皿
状、いわゆるシャーレ状の容器であり、例えば正極2が
収納されると内側からアルミニウム、ステンレス、ニッ
ケルが厚み方向に順次積層された構成となっており、電
池1の外部正極となる。
The positive electrode can 3 is a dish having a shallow bottom, which is a so-called petri dish container for accommodating the positive electrode 2. For example, when the positive electrode 2 is accommodated, aluminum, stainless steel, and nickel are sequentially laminated from the inside in the thickness direction. It is configured and serves as an external positive electrode of the battery 1.

【0019】負極4は、負極集電体4a上に、正極活物
質を含有する負極合剤層4bが形成されてなる。負極集
電体4aには、例えば銅等の薄状金属や網状金属等を用
いる。負極合剤層4bは、例えば負極活物質として、軽
金属をイオン状態でドープ/脱ドープすることが可能な
負極活物質を含んだ構成となっている。負極合剤層4b
は、例えば負極活物質と、ポリフッ化ビニリデンやポリ
テトラフルオロエチレン等といった結着剤とが含有され
た構成となっている。
The negative electrode 4 is formed by forming a negative electrode mixture layer 4b containing a positive electrode active material on a negative electrode current collector 4a. For the negative electrode current collector 4a, for example, a thin metal such as copper or a mesh metal is used. The negative electrode mixture layer 4b is configured to include, for example, a negative electrode active material capable of doping / dedoping a light metal in an ionic state as a negative electrode active material. Negative electrode mixture layer 4b
For example, the negative electrode active material and a binder such as polyvinylidene fluoride or polytetrafluoroethylene are contained.

【0020】ここで、具体的な軽金属としては、リチウ
ム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、マ
グネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、又はそれら
を含む合金が挙げられる。中でも、既存のリチウムイオ
ン二次電池との互換性を確保する観点から、軽金属とし
てリチウム又はリチウムを含む合金を用いることが好ま
しい。また、軽金属として、リチウムと合金を形成する
ことが可能な元素としては、アルミニウム(Al)、亜
鉛(Zn)、鉛(Pb)、スズ(Sn)、ビスマス(B
i)、カドミウム(Cd)等が挙げられる。
Here, specific light metals include lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), calcium (Ca), and alloys containing them. Above all, from the viewpoint of ensuring compatibility with existing lithium ion secondary batteries, it is preferable to use lithium or an alloy containing lithium as the light metal. Further, as a light metal, an element capable of forming an alloy with lithium is aluminum (Al), zinc (Zn), lead (Pb), tin (Sn), bismuth (B).
i), cadmium (Cd) and the like.

【0021】軽金属をイオン状態で吸蔵というのは、例
えば黒鉛に対する軽金属イオンの電気化学的なインタカ
レーション反応に代表されるように、軽金属がイオン状
態で存在するものをいい、軽金属の金属状態による析出
とは異なる概念である。以下の説明では、説明を簡素化
するために、軽金属であるリチウムをイオン状態で吸蔵
及び離脱することを、単に軽金属をドープ/脱ドープと
表現する場合もある。このような負極活物質としては、
例えば炭素質材料、金属化合物、LiN等のリチウム
窒化物、あるいは高分子材料が挙げられ、これらのうち
の何れか一種又は複数種を混合して用いる。
Storage of light metal in the ionic state means that the light metal exists in the ionic state, as represented by an electrochemical intercalation reaction of the light metal ion with respect to graphite. It is a concept different from precipitation. In the following description, in order to simplify the description, occluding and desorbing light metal lithium in an ionic state may be simply referred to as light metal doping / dedoping. As such a negative electrode active material,
For example, a carbonaceous material, a metal compound, a lithium nitride such as LiN 3 , or a polymer material can be used, and any one or a plurality of these materials can be mixed and used.

【0022】負極活物質において、炭素質材料として
は、例えば難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱
分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子
化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭等が挙げられ
る。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニー
ドルコークスあるいは石油コークス等がある。有機高分
子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹
脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したも
のをいい、一部には難黒鉛化性炭素又は易黒鉛化性炭素
に分類されるものもある。また、金属化合物としては、
SnSiOあるいはSnO等の酸化物等や、Mg
Si等のSi、Sn、Mg、Cu、Pb、Cd等の元素
を含む化合物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセ
チレンあるいはポリピロール等が挙げられる。
In the negative electrode active material, examples of carbonaceous materials include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, and carbon. Examples include fibers and activated carbon. Among these, the cokes include pitch coke, needle coke, petroleum coke, and the like. The organic polymer compound fired body is obtained by firing a polymer material such as phenol resin or furan resin at an appropriate temperature to carbonize it, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as. Further, as the metal compound,
An oxide such as SnSiO 3 or SnO 2 , Mg 2
Examples thereof include compounds containing elements such as Si such as Si, Sn, Mg, Cu, Pb, and Cd, and examples of polymer materials include polyacetylene and polypyrrole.

【0023】このような負極活物質としては、充放電電
位が比較的リチウム金属に近いものが好ましい。これ
は、負極4の充放電電位が低いほど電池の高エネルギー
密度化が容易となるからである。中でも炭素質材料は、
充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い
充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル
特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電
気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることが
できる。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性
を得ることができる。
As such a negative electrode active material, one having a charge / discharge potential relatively close to that of lithium metal is preferable. This is because the lower the charging / discharging potential of the negative electrode 4, the easier the energy density of the battery can be increased. Among them, carbonaceous materials are
This is preferable because the change in the crystal structure that occurs during charge and discharge is extremely small, a high charge and discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. Particularly, graphite has a large electrochemical equivalent and can obtain a high energy density. Further, non-graphitizable carbon can obtain excellent cycle characteristics.

【0024】黒鉛としては、例えば、真密度が2.10
g/cm以上のものが好ましく、2.18g/cm
以上のものであればより好ましい。なお、このような真
密度を得るには(002)面のC軸結晶子厚みが14.
0nm以上であることが必要である。また、(002)
面の面間隔が0.340nm未満であると共に、その範
囲が0.335nm以上、0.337nm以下であれば
より好ましい。難黒鉛化性炭素としては、(002)面
の面間隔が0.37nm以上、真密度が1.70g/c
未満であると共に、空気中での示差熱分析(differ
ential thermalanalysis :DTA)において700℃
以上に発熱ピークを示さないものが好ましい。
As the graphite, for example, the true density is 2.10.
g / cm 3 or more is preferable, 2.18 g / cm 3
The above is more preferable. To obtain such a true density, the C-axis crystallite thickness of the (002) plane is 14.
It must be 0 nm or more. Also, (002)
It is more preferable that the surface spacing is less than 0.340 nm and the range is 0.335 nm or more and 0.337 nm or less. The non-graphitizable carbon has a (002) plane spacing of 0.37 nm or more and a true density of 1.70 g / c.
m 3 and a differential thermal analysis in air (differ
700 ° C in the critical thermal analysis (DTA)
Those that do not exhibit the exothermic peak are preferable.

【0025】これらのうち黒鉛は、天然黒鉛でも人造黒
鉛でもよい。人造黒鉛であれば、例えば、有機材料を炭
化して高温熱処理を行い、粉砕・分級することにより得
られる。高温熱処理は、例えば、必要に応じて窒素(N
)等の不活性ガス気流中において300℃〜700℃
で炭化し、毎分1℃〜100℃の速度で900℃〜15
00℃まで昇温させ、この温度を0時間〜30時間程度
保持し仮焼すると共に、2000℃以上、好ましくは2
500℃以上に加熱し、この温度を適宜の時間保持する
ことにより行う。
Of these, the graphite may be natural graphite or artificial graphite. The artificial graphite can be obtained, for example, by carbonizing an organic material, subjecting it to high-temperature heat treatment, and crushing and classifying. The high temperature heat treatment may be carried out by, for example, nitrogen (N
2 ) 300 ℃ -700 ℃ in an inert gas stream
Carbonized at 900 ℃ ~ 15 at a rate of 1 ℃ ~ 100 ℃ / min
The temperature is raised to 00 ° C., and this temperature is maintained for about 0 to 30 hours for calcination and 2000 ° C. or more, preferably 2
It is performed by heating to 500 ° C. or higher and maintaining this temperature for an appropriate time.

【0026】出発原料となる有機材料としては、石炭あ
るいはピッチを用いることができる。ピッチには、例え
ば、コールタール、エチレンボトム油あるいは原油等を
高温で熱分解することにより得られるタール類、アスフ
ァルト等を蒸留(真空蒸留、常圧蒸留あるいはスチーム
蒸留)、熱重縮合、抽出、化学重縮合することにより得
られるもの、木材還流時に生成されるもの、ポリ塩化ビ
ニル樹脂、ポリビニルアセテート、ポリビニルブチラー
ト又は3,5−ジメチルフェノール樹脂がある。これら
の石炭あるいはピッチは、炭化の途中最高400℃程度
において液体として存在し、その温度で保持されること
で芳香環同士が縮合・多環化し、積層配向した状態とな
り、そののち約500℃以上で固体の炭素前駆体、すな
わちセミコークスとなる。
Coal or pitch can be used as the starting organic material. Pitch includes, for example, coal tar, tars obtained by thermally decomposing ethylene bottom oil or crude oil at high temperature, asphalt, etc. by distillation (vacuum distillation, atmospheric distillation or steam distillation), thermal polycondensation, extraction, There are those obtained by chemical polycondensation, those produced when wood is refluxed, polyvinyl chloride resin, polyvinyl acetate, polyvinyl butyrate or 3,5-dimethylphenol resin. These coals or pitches exist as a liquid at a maximum temperature of about 400 ° C during carbonization, and by being held at that temperature, aromatic rings are condensed and polycyclic, and become in a laminated orientation state, and then about 500 ° C or higher. To form a solid carbon precursor, that is, semi-coke.

【0027】有機材料としては、例えばナフタレン、フ
ェナントレン、アントラセン、トリフェニレン、ピレ
ン、ペリレン、ペンタフェン、ペンタセン等の縮合多環
炭化水素化合物あるいはその誘導体(例えば、上述した
化合物のカルボン酸、カルボン酸無水物、カルボン酸イ
ミド)、又はそれらの混合物等を用いる。更に、アセナ
フチレン、インドール、イソインドール、キノリン、イ
ソキノリン、キノキサリン、フタラジン、カルバゾー
ル、アクリジン、フェナジン、フェナントリジン等の縮
合複素環化合物あるいはその誘導体、又はそれらの混合
物等を用いることもできる。
Examples of the organic material include condensed polycyclic hydrocarbon compounds such as naphthalene, phenanthrene, anthracene, triphenylene, pyrene, perylene, pentaphene, pentacene and the like or derivatives thereof (for example, carboxylic acid and carboxylic acid anhydride of the above compounds, Carboxylic imide), or a mixture thereof or the like is used. Furthermore, a condensed heterocyclic compound such as acenaphthylene, indole, isoindole, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phthalazine, carbazole, acridine, phenazine, phenanthridine, or a derivative thereof, or a mixture thereof can be used.

【0028】上述したような有機材料を出発原料として
人造黒鉛を生成するには、例えば有機材料を窒素等の不
活性ガス気流中、300℃〜700℃の温度で炭化した
後、不活性ガス気流中、昇温速度毎分1℃〜1000
℃、到達温度900℃〜1500℃、到達温度での保持
時間0〜30時間程度の条件で仮焼し、さらに温度20
00℃以上、好ましくは2500℃以上で熱処理する。
但し、場合によっては炭化や仮焼操作は省略してもよ
い。このようにして黒鉛が生成される。そして、生成さ
れた黒鉛は、分級あるいは粉砕、分級して負極活物質と
して用いられる。
In order to produce artificial graphite using the above-mentioned organic material as a starting material, for example, the organic material is carbonized at a temperature of 300 ° C. to 700 ° C. in an inert gas stream such as nitrogen, and then an inert gas stream is obtained. Medium, heating rate 1 ° C-1000 / min
℃, the ultimate temperature 900 ℃ ~ 1500 ℃, calcination under the conditions of the ultimate temperature holding time 0 ~ 30 hours, further temperature 20
Heat treatment is performed at 00 ° C. or higher, preferably 2500 ° C. or higher.
However, in some cases, the carbonization and calcination operations may be omitted. In this way, graphite is produced. Then, the generated graphite is classified or pulverized and classified to be used as a negative electrode active material.

【0029】負極4においては、負極合剤層4bの負極
活物質としてリチウム金属あるいはリチウム合金を含ん
でいてもよく、また、図示しないが、負極合剤層4bと
は別に、リチウム金属あるいはリチウム合金よりなる金
属層を負極4に有していてもよい。
The negative electrode 4 may contain lithium metal or lithium alloy as the negative electrode active material of the negative electrode mixture layer 4b, and although not shown, separately from the negative electrode mixture layer 4b, lithium metal or lithium alloy. The negative electrode 4 may have a metal layer made of

【0030】負極缶5は、負極4を収容するシャーレ状
の容器であり、例えばステンレスや、表面にニッケルめ
っきが施された鉄等からなり、電池1の外部負極とな
る。
The negative electrode can 5 is a dish-shaped container for housing the negative electrode 4, and is made of, for example, stainless steel, iron with nickel plated on its surface, or the like, and serves as an external negative electrode of the battery 1.

【0031】セパレータ6は、正極2と負極4とを隔離
し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ電解液中
のリチウムイオンを通過させるものである。このセパレ
ータ6は、微少な孔を多数有する微多孔性膜からなる。
ここで、微多孔性膜とは、孔の平均孔径が5μm以下程
度の微孔を多数有する樹脂膜のことである。セパレータ
6は、材料として従来の電池に使用されてきたものを利
用することが可能である。そのなかでも、ショート防止
効果に優れ、且つシャットダウン効果による電池の安全
性向上が可能なポリプロピレンやポリオレフィン等から
なる微多孔性フィルムを用いる。
The separator 6 separates the positive electrode 2 and the negative electrode 4 from each other and allows lithium ions in the electrolytic solution to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between both electrodes. The separator 6 is made of a microporous film having a large number of minute holes.
Here, the microporous film is a resin film having a large number of micropores having an average pore diameter of about 5 μm or less. As the material of the separator 6, it is possible to use a material that has been used in a conventional battery as a material. Among them, a microporous film made of polypropylene, polyolefin, or the like, which has an excellent short circuit prevention effect and which can improve battery safety by a shutdown effect, is used.

【0032】セパレータ6は、その厚みが5μm以上、
50μm以下の範囲にされていると共に、その全体積中
における空隙体積の比率を表す空孔率が20%以上、6
0%以下の範囲にされている。このような条件に合致す
るセパレータ6では、製造歩留まり、出力特性、サイク
ル特性、安全性に優れた電池1を得ることが可能とな
る。
The separator 6 has a thickness of 5 μm or more,
It is in the range of 50 μm or less, and the porosity indicating the ratio of void volume in the entire volume is 20% or more, 6
It is set to a range of 0% or less. With the separator 6 that meets such conditions, it is possible to obtain the battery 1 having excellent manufacturing yield, output characteristics, cycle characteristics, and safety.

【0033】本発明に係る電池1において、電解質塩と
非水溶媒とからなる非水電解液7には、図2に示すよう
に、軽金属としてリチウム金属9の負極4に析出する際
の電位より酸化還元電位が高く、且つ充電状態の正極2
の電位より酸化還元電位が低い添加剤10が添加されて
いる。なお、図2においては、負極活物質に炭素質材
料、正極活物質にコバルト酸リチウム、添加剤10とし
てヨウ化リチウムを用いた場合について示している。ま
た、図中矢印Aは、添加剤10による失活した金属リチ
ウム9aに対する酸化反応を示し、図中矢印Bは、充電
状態の正極2による還元状態となった添加剤に対する酸
化反応を示している。
In the battery 1 according to the present invention, as shown in FIG. 2, the non-aqueous electrolyte solution 7 composed of the electrolyte salt and the non-aqueous solvent is more than the potential when the lithium metal 9 as a light metal is deposited on the negative electrode 4. Positive electrode 2 with a high redox potential and in a charged state
Additive 10 having an oxidation-reduction potential lower than that of No. 3 is added. Note that FIG. 2 shows a case where a carbonaceous material is used as the negative electrode active material, lithium cobalt oxide is used as the positive electrode active material, and lithium iodide is used as the additive 10. Further, an arrow A in the figure shows an oxidation reaction with respect to the deactivated metal lithium 9a by the additive 10, and an arrow B in the figure shows an oxidation reaction with respect to the additive in a reduced state by the positive electrode 2 in the charged state. .

【0034】このような添加剤10が非水電解液7に添
加されていることにより、例えば負極4に析出したリチ
ウム金属9が絶縁状態となり充放電に寄与できなくなっ
たリチウム金属9a、すなわち失活したリチウム金属9
aになった場合、添加剤10が失活したリチウム金属9
aを酸化してイオン化させることで、失活したリチウム
金属9aを再び充放電に寄与させることが可能となる。
そして、充電状態の正極2が、失活したリチウム金属9
aによって還元された添加剤10を酸化させることか
ら、添加剤10の酸化還元電位が負極4に析出したリチ
ウム金属9の電位より高くなり、添加剤10が失活した
リチウム金属9aの酸化に再び用いられることになる。
すなわち、この添加剤10は、自身がリチウム金属9a
を酸化させる際に還元されたり、充電状態の正極2に酸
化されたりする、いわゆる酸化還元剤である。
By adding such an additive 10 to the non-aqueous electrolyte solution 7, for example, the lithium metal 9a deposited on the negative electrode 4 becomes in an insulating state and cannot contribute to charge / discharge, that is, deactivation. Lithium metal 9
When it becomes a, the lithium metal 9 in which the additive 10 is deactivated
By oxidizing a to ionize a, the deactivated lithium metal 9a can be contributed again to charge and discharge.
Then, the positive electrode 2 in the charged state is the deactivated lithium metal 9
Since the additive 10 reduced by a is oxidized, the redox potential of the additive 10 becomes higher than the potential of the lithium metal 9 deposited on the negative electrode 4, and the additive 10 is oxidized again to the deactivated lithium metal 9a. Will be used.
That is, the additive 10 itself is the lithium metal 9a.
It is a so-called redox agent that is reduced when it is oxidized or is oxidized by the positive electrode 2 in a charged state.

【0035】例えば図2に示す構成のように添加剤10
にヨウ化リチウムを用いた場合、添加剤10の酸化還元
電位は0.1V以上、1.1V以下の範囲となる。これ
は、負極4にリチウム金属9が析出する電位が0.0V
であり、充電状態の正極活物質をコバルト酸リチウムと
する正極2側の電位が4.2Vであるからである。
For example, as shown in FIG.
When lithium iodide is used as the material, the redox potential of the additive 10 is in the range of 0.1 V or more and 1.1 V or less. This is because the potential for depositing the lithium metal 9 on the negative electrode 4 is 0.0 V.
This is because the potential on the positive electrode 2 side where the positive electrode active material in the charged state is lithium cobalt oxide is 4.2V.

【0036】非水電解液7に添加される添加剤10とし
ては、上述した酸化還元電位を有し、且つ非水溶媒との
反応や、正極2における不可逆的な酸化反応や、負極4
における不可逆的な還元反応等により分解することな
く、酸化状態及び還元状態においても非水電解液7に可
溶なものを用いる。
The additive 10 added to the non-aqueous electrolytic solution 7 has the above-mentioned oxidation-reduction potential and reacts with a non-aqueous solvent, an irreversible oxidation reaction in the positive electrode 2, and the negative electrode 4.
What is soluble in the non-aqueous electrolyte solution 7 in the oxidized state and the reduced state without being decomposed by the irreversible reduction reaction in 1.

【0037】具体的に、添加剤10には、無機物として
例えばヨウ化物イオン(I)、臭化物イオン(B
)、塩化物イオン(Cl)、シアン化物イオン
(CN)、チオシアン酸イオン(NCS)等が挙げ
られ、これらのうちの何れか一種又は複数種を用いる。
また、添加剤10には、有機物として例えばエタンチオ
ラートイオン(C)といったチオラート(R
、但し、Rはアルキル基、アリール基である。)、
化学式1に示すピリジニウム塩、化学式2に示すビピリ
シミウム塩、化学式3に示すピリジン及び化学式4に示
すキノリンといったピリジン類、化学式5に示すフェナ
ントロリンといったビピリジン類、化学式6に示すパラ
ベンゾキノン、化学式7に示すナフトキノン及び化学式
8に示すアントラキノンといったキノン類、化学式9に
示すテトラシアノキノジメタンや、化学式10に示すテ
トラシアノエチレンや、アルキル置換体等が挙げられ、
これらのうちの何れか一種又は複数種を用いる。
Specifically, the additive 10 includes, for example, iodide ions (I ) and bromide ions (B) as inorganic substances.
r ), chloride ion (Cl ), cyanide ion (CN ), thiocyanate ion (NCS ), and the like, and any one or more of them are used.
In addition, the additive 10 contains a thiolate (R 2 such as ethanethiolate ion (C 2 H 5 S ) as an organic substance.
S , provided that R is an alkyl group or an aryl group. ),
A pyridinium salt represented by Chemical Formula 1, a bipyrimium salt represented by Chemical Formula 2, pyridines such as pyridine represented by Chemical Formula 3 and quinoline represented by Chemical Formula 4, bipyridines such as phenanthroline represented by Chemical Formula 5, parabenzoquinone represented by Chemical Formula 6, and naphthoquinone represented by Chemical Formula 7. And quinones such as anthraquinone represented by the chemical formula 8, tetracyanoquinodimethane represented by the chemical formula 9, tetracyanoethylene represented by the chemical formula 10, alkyl-substituted compounds, and the like.
Any one or more of these are used.

【0038】[0038]

【化1】 [Chemical 1]

【0039】[0039]

【化2】 [Chemical 2]

【0040】[0040]

【化3】 [Chemical 3]

【0041】[0041]

【化4】 [Chemical 4]

【0042】[0042]

【化5】 [Chemical 5]

【0043】[0043]

【化6】 [Chemical 6]

【0044】[0044]

【化7】 [Chemical 7]

【0045】[0045]

【化8】 [Chemical 8]

【0046】[0046]

【化9】 [Chemical 9]

【0047】[0047]

【化10】 [Chemical 10]

【0048】以上のような添加剤10は、非水電解液7
中に100ppm以上、3000ppm以下の範囲で添
加されている。非水電解液7に対する添加剤10の添加
量が100ppmよりも少ない場合、非水電解液7に対
する添加剤10の添加量が少なすぎることから、負極4
上で失活したリチウム金属9aを適切にイオン化して再
び充放電に寄与させることが困難となり、電池容量を低
下させてしまうことになる。一方、非水電解液7に対す
る添加剤10の添加量が3000ppmよりも多い場
合、自己放電による放電容量の減少といった不具合が生
じてしまう。したがって、添加剤10は、非水電解液に
対して100ppm以上、3000ppm以下の範囲で
添加されることにより、負極4上で失活したリチウム金
属9aを適切にイオン化させると共に、失活したリチウ
ム金属9aによって還元されても充電状態の正極2によ
り酸化されて失活したリチウム金属9aの酸化に再び用
いられることになる。
The additive 10 as described above is used in the non-aqueous electrolytic solution 7
It is added in the range of 100 ppm or more and 3000 ppm or less. When the amount of the additive 10 added to the non-aqueous electrolyte solution 7 is less than 100 ppm, the amount of the additive 10 added to the non-aqueous electrolyte solution 7 is too small.
It becomes difficult to properly ionize the deactivated lithium metal 9a to contribute to the charge and discharge again, and reduce the battery capacity. On the other hand, when the amount of the additive 10 added to the non-aqueous electrolyte solution 7 is more than 3000 ppm, a problem such as a decrease in discharge capacity due to self-discharge occurs. Therefore, the additive 10 is appropriately added to the nonaqueous electrolytic solution in the range of 100 ppm or more and 3000 ppm or less to appropriately ionize the deactivated lithium metal 9a on the negative electrode 4 and to deactivate the deactivated lithium metal. Even if it is reduced by 9a, it will be used again for the oxidation of the deactivated lithium metal 9a that is oxidized by the charged positive electrode 2.

【0049】非水電解液7は、非水溶媒に電解質塩とし
てリチウム塩を溶解させたものである。非水溶媒という
のは、例えば、25℃における固有粘度が10.0mP
a・s以下の非水化合物をいう。この非水溶媒は、例え
ばエチレンカーボネート(ethylene carbonate :E
C)及びプロピレンカーボネート(propylene carbonat
e:PC)のうちの少なくとも一種を含んでいることが
好ましい。これにより、サイクル特性を向上させること
ができる。特に、ECとPCとを混合して用いるように
すれば、よりサイクル特性を向上させることができるの
で好ましい。
The non-aqueous electrolytic solution 7 is a non-aqueous solvent in which a lithium salt is dissolved as an electrolyte salt. The non-aqueous solvent has an intrinsic viscosity of 10.0 mP at 25 ° C., for example.
It means a non-aqueous compound having a.s or less. This non-aqueous solvent is, for example, ethylene carbonate (E).
C) and propylene carbonate
e: PC). As a result, cycle characteristics can be improved. Particularly, it is preferable to use EC and PC as a mixture, because the cycle characteristics can be further improved.

【0050】負極活物質として黒鉛を用いる場合には、
非水溶媒におけるPCの濃度を30質量%未満にさせ
る。これは、PCが黒鉛に対して比較的高い反応性を有
していることからPCの濃度が高すぎると特性が劣化し
てしまう虞がある。非水溶媒にECとPCとを含む場合
には、非水溶媒におけるPCに対するECの混合質量比
(EC/PC)、すなわちECの含有率をPCの含有率
で割った値を0.5以上とすることが好ましい。非水溶
媒には、PCやECの他に、例えばジエチルカーボネー
ト、ジメチルカーボネート(dimethyl carbonate;DM
C)、エチルメチルカーボネート(ethyl methyl carbo
nate;EMC)あるいはメチルプロピルカーボネートと
いった鎖状炭酸エステル等のうちの何れか一種又は複数
種を混合させても良い。これにより、サイクル特性を更
に向上させることが可能となる。
When graphite is used as the negative electrode active material,
The concentration of PC in the non-aqueous solvent is set to less than 30% by mass. This is because PC has a relatively high reactivity with graphite, and therefore there is a possibility that the characteristics may deteriorate if the PC concentration is too high. When the non-aqueous solvent contains EC and PC, the mixed mass ratio of EC to PC in the non-aqueous solvent (EC / PC), that is, the value obtained by dividing the EC content by the PC content is 0.5 or more. It is preferable that Examples of the non-aqueous solvent include PC and EC, as well as diethyl carbonate and dimethyl carbonate (DM).
C), ethyl methyl carbo
nate; EMC) or a chain carbonic acid ester such as methyl propyl carbonate, or the like, or any one or more of them may be mixed. This makes it possible to further improve the cycle characteristics.

【0051】更に、非水溶媒には、例えばブチレンカー
ボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、
又はこれら化合物の水素基の一部若しくは全部をフッ素
基で置換したもの、1,2−ジメトキシエタン、テトラ
ヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3
−ジオキソラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキ
サン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、酢酸メチ
ル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニ
トリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3
−メトキシプロピロニトリル、N,N−ジメチルフォル
ムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサ
ゾリジノン、N,N−ジメチルイミダゾリジノン、ニト
ロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフ
ォキシドあるいはリン酸トリメチル等うちの何れか一種
又は複数種を含有しても良い。
Further, examples of the non-aqueous solvent include butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone,
Or those obtained by substituting a part or all of hydrogen groups of these compounds with fluorine groups, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3
-Dioxolane, tetrahydropyran, 1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3
-Methoxypropyronitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethyl sulfoxide or trimethyl phosphate, etc. You may contain any 1 type or multiple types.

【0052】リチウム塩としては、例えばLiPF
LiBF、LiAsF、LiClO、LiB(C
、LiCHSO、LiCFSO、L
iN(CFSO、LiN(C
、LiC(CFSO、LiAlC
、LiSiF、LiCl或いはLiBr等のうち
の何れか一種又は複数種を混合して用いる。中でも、L
iPFは、高いイオン伝導性を得ることができると共
に、サイクル特性を更に向上させることができる。な
お、リチウム塩の非水溶媒に対する濃度は特に限定され
ないが、0.1モル/リットル以上、5.0モル/リッ
トル以下の範囲であり、より好ましくは0.5モル/リ
ットル以上、3.0モル/リットル以下の範囲にさせ
る。このような濃度範囲にすることにより、非水電解液
7のイオン伝導度を高くすることができる。
Examples of the lithium salt include LiPF 6 ,
LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB (C
6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , L
iN (CF 3 SO 2) 2 , LiN (C 2 F 5 S
O 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiAlC
Any one kind or a plurality of kinds of l 4 , LiSiF 6 , LiCl, LiBr and the like is mixed and used. Above all, L
iPF 6 can obtain high ionic conductivity and can further improve the cycle characteristics. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous solvent is not particularly limited, but is in the range of 0.1 mol / liter or more and 5.0 mol / liter or less, more preferably 0.5 mol / liter or more, 3.0 or less. It should be in the range of mol / liter or less. By setting the concentration range as described above, the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte solution 7 can be increased.

【0053】ガスケット8は、例えばポリプロピレン等
の絶縁性樹脂により構成されており、正極缶3と負極缶
5とを絶縁していると共に、表面にアスファルト等が塗
布されることで密閉状態となった電池内部の気密性を保
つようにしている。
The gasket 8 is made of, for example, an insulating resin such as polypropylene, and insulates the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5 from each other, and the surface is coated with asphalt or the like to be in a sealed state. The airtightness inside the battery is maintained.

【0054】以上のような構成の電池1は、次のように
作用する。この電池1では、充電を行うと、正極2にお
ける正極合剤層2bに含まれる正極活物質からリチウム
イオンが脱ドープし、非水電解液7を介してセパレータ
6を通過して、負極4における負極合剤層4bに含まれ
る負極活物質にドープされる。更に充電を続けると、開
回路電圧が過充電電圧よりも低い状態において、充電容
量が負極活物質の充電容量能力を超えて負極4の表面に
リチウム金属9が析出し始める。具体的には、電極活物
質にもよるが、電池1の開回路電圧として0V以上、
4.2V以下の範囲の何れかの時点で、負極4の表面に
リチウム金属9が析出し始める。その後、電池1の開回
路電圧が例えば4.2Vとなる時点、すなわち充電を終
了するまで、負極4にはリチウム金属9が析出し続け
る。これにより、負極4の外観は、例えば負極活物質と
して炭素質材料を用いる場合、黒色から黄金色、更に銀
色へと変化していく。
The battery 1 having the above structure operates as follows. In this battery 1, when charged, lithium ions are dedoped from the positive electrode active material contained in the positive electrode mixture layer 2b of the positive electrode 2, pass through the separator 6 via the non-aqueous electrolyte solution 7, and the negative electrode 4 is charged. The negative electrode active material contained in the negative electrode mixture layer 4b is doped. When the charging is further continued, when the open circuit voltage is lower than the overcharge voltage, the charging capacity exceeds the charging capacity of the negative electrode active material, and lithium metal 9 begins to deposit on the surface of the negative electrode 4. Specifically, depending on the electrode active material, the open circuit voltage of the battery 1 is 0 V or higher,
At any point within the range of 4.2 V or less, lithium metal 9 starts to be deposited on the surface of the negative electrode 4. After that, lithium metal 9 continues to be deposited on the negative electrode 4 when the open circuit voltage of the battery 1 reaches, for example, 4.2 V, that is, until charging is completed. As a result, the appearance of the negative electrode 4 changes from black to golden and then silver when a carbonaceous material is used as the negative electrode active material.

【0055】次に、電池1では、放電を行うと、負極4
に析出したリチウム金属9がイオンとなって溶解し、非
水電解液7を介してセパレータ6を通過して、正極2の
正極合剤層2aに含まれる正極活物質にドープされる。
更に放電を続けると、負極4の負極合剤層4aに含まれ
る負極活物質にドープされたリチウムイオンが放出さ
れ、正極活物質にドープされる。
Next, in the battery 1, when discharged, the negative electrode 4
The lithium metal 9 deposited in the solution is dissolved as ions, passes through the separator 6 through the non-aqueous electrolyte solution 7, and is doped into the positive electrode active material contained in the positive electrode mixture layer 2a of the positive electrode 2.
When the discharge is further continued, lithium ions doped in the negative electrode active material contained in the negative electrode mixture layer 4a of the negative electrode 4 are released and doped in the positive electrode active material.

【0056】ここでの過充電電圧というのは、電池1が
過充電状態になった時の開回路電圧を指し、例えば日本
蓄電池工業会(電池工業会)の定めた指針の1つである
「リチウム二次電池安全性評価基準ガイドライン」(S
BA G1101)の6ページに記載され定義される、
「完全充電」された電池の開回路電圧よりも高い電圧を
指す。また換言すれば、各電池の公称容量を求める際に
用いた充電方法、標準充電方法、もしくは推奨充電方法
を用いて充電した後の開回路電圧よりも高い電圧を指
す。具体的には、この電池1では、例えば開回路電圧が
4.2Vの時に完全充電となり、開回路電圧が0V以上
4.2V以下の範囲内の一部において負極4の表面にリ
チウム金属9が析出している。
The overcharge voltage here means an open circuit voltage when the battery 1 is in an overcharged state, and is one of the guidelines set by the Japan Storage Battery Industry Association (Battery Industry Association), for example. Lithium Secondary Battery Safety Evaluation Standard Guidelines "(S
B G1101), page 6 and defined,
Refers to a voltage higher than the open circuit voltage of a "fully charged" battery. In other words, it refers to a voltage higher than the open circuit voltage after charging using the charging method, the standard charging method, or the recommended charging method used when the nominal capacity of each battery is obtained. Specifically, in this battery 1, for example, the battery is fully charged when the open circuit voltage is 4.2 V, and the lithium metal 9 is formed on the surface of the negative electrode 4 in a part of the range where the open circuit voltage is 0 V or more and 4.2 V or less. It has been deposited.

【0057】このため、完全充電状態の負極4を例えば
Li多核種核磁気共鳴分光法により測定すると、リチウ
ムイオンに帰属されるピークと、リチウム金属9に帰属
されるピークとが得られる。これに対して、完全放電状
態の負極4においては、リチウムイオンに帰属されるピ
ークは得られるが、リチウム金属9に帰属されるピーク
は消失している。なお、完全放電というのは、負極4か
ら正極2への電極反応種、すなわちリチウムイオンの供
給がなくなった場合に相当する。例えば、本実施の形態
における電池1又はリチウムイオン二次電池等の場合に
は、閉回路電圧が2.75V程度になった時点で「完全
放電された」と見なされる。
Therefore, when the negative electrode 4 in the fully charged state is measured by, for example, the Li multi-nuclide nuclear magnetic resonance spectroscopy, a peak attributed to the lithium ion and a peak attributed to the lithium metal 9 are obtained. On the other hand, in the completely discharged negative electrode 4, the peaks attributed to lithium ions are obtained, but the peaks attributed to lithium metal 9 disappear. The complete discharge corresponds to the case where the electrode reactive species from the negative electrode 4 to the positive electrode 2, that is, the supply of lithium ions is stopped. For example, in the case of the battery 1 or the lithium-ion secondary battery according to the present embodiment, it is considered to be “fully discharged” when the closed circuit voltage reaches about 2.75V.

【0058】これにより、この電池1では、高いエネル
ギー密度を得ることができると共に、充放電サイクル特
性及び急速充電特性を向上させることができるようにな
る。これは、負極4にリチウム金属9を析出させるとい
う点では負極4にリチウム金属あるいはリチウム合金を
用いたリチウム二次電池と同様であるが、負極4にリチ
ウム金属9を析出させるようにしたことにより、次のよ
うな利点が生じることになるためである。
As a result, in the battery 1, a high energy density can be obtained, and the charge / discharge cycle characteristics and the quick charge characteristics can be improved. This is the same as the lithium secondary battery using lithium metal or a lithium alloy in the negative electrode 4 in that the lithium metal 9 is deposited on the negative electrode 4, but the lithium metal 9 is deposited on the negative electrode 4. This is because the following advantages will occur.

【0059】この電池1では、リチウム金属を均一に析
出させることが困難な従来のリチウム二次電池に比べ
て、例えば炭素質材料等からなる負極活物質の表面積が
一般的に大きいことから、負極4にリチウム金属9を均
一に析出させることができる。この電池1では、負極に
用いたリチウム金属の充放電に伴う体積変化が大きいと
される従来のリチウム二次電池に比べて、例えば炭素質
材料等からなる負極活物質の粒子間の隙間にもリチウム
金属9が析出することから、負極4側の体積変化を少な
くできる。これらのことにより、電池1では、充放電サ
イクル特性の劣化が防止される。
In this battery 1, the surface area of the negative electrode active material made of, for example, a carbonaceous material is generally larger than that of a conventional lithium secondary battery in which it is difficult to uniformly deposit lithium metal. The lithium metal 9 can be uniformly deposited on the surface 4. In this battery 1, compared with a conventional lithium secondary battery, which is said to have a large volume change due to charge and discharge of the lithium metal used for the negative electrode, for example, even in the gaps between the particles of the negative electrode active material made of a carbonaceous material or the like. Since the lithium metal 9 is deposited, the volume change on the negative electrode 4 side can be reduced. As a result, in the battery 1, deterioration of charge / discharge cycle characteristics is prevented.

【0060】また、この電池1では、電池容量が大きく
なるほど以上のような問題も大きくなるが、負極活物質
におけるリチウムイオンのドープ/脱ドープも充放電容
量に寄与するので、電池容量が大きいわりにはリチウム
金属9の析出を少なく負極4側の体積変化を抑制させる
ことができる。
Further, in this battery 1, the above problems become more serious as the battery capacity increases, but doping / dedoping of lithium ions in the negative electrode active material also contributes to the charge / discharge capacity, so that the battery capacity is large. Can reduce the precipitation of the lithium metal 9 and suppress the volume change on the negative electrode 4 side.

【0061】さらにまた、この電池1では、急速充電を
行うとリチウム金属が負極に不均一に析出して充放電サ
イクル特性が更に劣化してしまう虞のある従来のリチウ
ム二次電池に比べて、充電初期においては負極活物質に
リチウムイオンがドープされることから、急速充電が可
能にすると共に、急速充電による充放電サイクル特性の
劣化を防止することができる。
Furthermore, in this battery 1, compared with the conventional lithium secondary battery in which the lithium metal may be unevenly deposited on the negative electrode and the charge / discharge cycle characteristics may be further deteriorated when the battery is rapidly charged, Since lithium ions are doped into the negative electrode active material at the initial stage of charging, rapid charging is possible and deterioration of charge / discharge cycle characteristics due to rapid charging can be prevented.

【0062】したがって、この電池1では、充電初期の
負極4において負極活物質にリチウムイオンをドープ
し、開回路電圧が過充電電圧よりも低い充電途中からの
負極4において負極活物質の表面にリチウム金属9が析
出するので、いわゆる金属リチウム二次電池及びリチウ
ムイオン二次電池の両方の特性が得られる。すなわち、
この電池1では、高いエネルギー密度が得られると共
に、充放電サイクル特性及び急速充電特性が改善され
る。
Therefore, in this battery 1, the negative electrode active material is doped with lithium ions in the negative electrode 4 in the initial stage of charging, and lithium is formed on the surface of the negative electrode active material in the negative electrode 4 during the charging process when the open circuit voltage is lower than the overcharge voltage. Since the metal 9 is deposited, the characteristics of both so-called metallic lithium secondary battery and lithium ion secondary battery can be obtained. That is,
In this battery 1, a high energy density is obtained, and charge / discharge cycle characteristics and quick charge characteristics are improved.

【0063】ところで、上述した非水電解質電池の負極
において、充電によりリチウム金属が析出した負極より
負極が放電される際には、リチウム金属のイオン化が負
極表面に近い方から行われ、負極表面に近い方のリチウ
ム金属から順次溶解されることになる。このことから、
負極と負極表面から遠い方のリチウム金属との間に空間
が生じ、この空間によって負極表面から遠い方のリチウ
ム金属が絶縁状態となって失活してしまうことから、失
活したリチウム金属が充放電に寄与しなくなり、電他の
極端な容量劣化が生じることになる。すなわち、これら
負極上で失活したリチウム金属が、本発明に係る非水電
解質電池における充放電サイクル特性の劣化の主要因で
ある。
In the negative electrode of the non-aqueous electrolyte battery described above, when the negative electrode is discharged from the negative electrode on which lithium metal is deposited, the lithium metal is ionized from the side closer to the negative electrode surface, and Lithium metal in the nearer direction will be sequentially dissolved. From this,
A space is created between the negative electrode and the lithium metal far from the negative electrode surface, and this space causes the lithium metal far from the negative electrode surface to become an insulating state and deactivate, so that the deactivated lithium metal is charged. It will not contribute to the discharge, and the electric capacity and other extreme capacity deterioration will occur. That is, the deactivated lithium metal on these negative electrodes is the main cause of deterioration of charge / discharge cycle characteristics in the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention.

【0064】そこで、先に述べた容量劣化のメカニズム
を考慮し、その改善方法について鋭意検討したところ、
電池1においては、非水電解液7にリチウム金属9の負
極4に析出する際の電位より酸化還元電位が貴であり、
且つ充電状態の正極2が有する電位より酸化還元電位が
卑である添加剤10が添加させることにより、充放電サ
イクルの劣化を防止させることが可能である。
Therefore, in consideration of the above-mentioned mechanism of capacity deterioration, and a thorough investigation on a method of improving it,
In the battery 1, the oxidation-reduction potential is higher than the potential when the lithium metal 9 is deposited on the negative electrode 4 in the non-aqueous electrolyte solution 7,
In addition, the addition of the additive 10 having a redox potential less base than the potential of the positive electrode 2 in the charged state can prevent deterioration of the charge / discharge cycle.

【0065】これにより、この電池1では、添加剤10
が、失活状態となった負極4に析出しているリチウム金
属9aを酸化することによりイオン化させて、再び充放
電に寄与するリチウムイオンにさせる。そして、充電状
態の負極3が、失活したリチウム金属9aによって還元
された添加剤10を酸化することにより、添加剤10の
酸化還元電位を負極4に析出したリチウム金属9の電位
より高くすることから、添加剤10が失活したリチウム
金属9aの酸化に再び用いられることになる。
As a result, in the battery 1, the additive 10
However, the lithium metal 9a deposited on the deactivated negative electrode 4 is oxidized to be ionized, and is again converted into lithium ions that contribute to charge and discharge. Then, the negative electrode 3 in the charged state oxidizes the additive 10 reduced by the deactivated lithium metal 9a to make the redox potential of the additive 10 higher than the potential of the lithium metal 9 deposited on the negative electrode 4. Therefore, the additive 10 is used again for the oxidation of the deactivated lithium metal 9a.

【0066】したがって、電池1では、添加剤10が充
放電の繰り返しに伴い負極4に析出して失活したリチウ
ム金属9aを再びイオン化して充放電に寄与できるリチ
ウムイオンにさせることから、負極4に失活したリチウ
ム金属9aが貯留することがなく、リチウム金属9の失
活により電池容量の低下及び充放電サイクル特性を劣化
させてしまうことを防止できる。
Therefore, in the battery 1, since the additive 10 deposits on the negative electrode 4 by repeating charge and discharge and deactivates the deactivated lithium metal 9a again to form lithium ions that can contribute to charge and discharge, the negative electrode 4 Since the deactivated lithium metal 9a is not stored, it is possible to prevent the deactivation of the lithium metal 9 from lowering the battery capacity and deteriorating the charge / discharge cycle characteristics.

【0067】そして、このような電池1は、次のように
して製造される。正極2は、正極活物質と導電材と結着
剤とを含有する正極合剤塗液を、正極集電体2aとなる
例えばアルミニウム箔等の金属箔上に均一に塗布、乾燥
して正極合剤層2bを形成し、所定の形状に正極集電体
2a及び正極合剤層2bを一括して切り抜くことにより
正極2が作製される。この正極2においては、正極合剤
層2bに用いられる結着剤として例えばポリフッ化ビニ
リデン、ポリテトラフルオロエチレン、スチレンブタジ
エンラバー等、公知の結着剤を用いることができる他、
正極合剤層2bに公知の添加剤等を添加することができ
る。
Then, such a battery 1 is manufactured as follows. The positive electrode 2 is obtained by uniformly applying a positive electrode mixture coating liquid containing a positive electrode active material, a conductive material, and a binder onto a metal foil such as an aluminum foil, which will be the positive electrode current collector 2a, and drying the positive electrode mixture. The positive electrode 2 is produced by forming the agent layer 2b and cutting out the positive electrode current collector 2a and the positive electrode mixture layer 2b in a predetermined shape at once. In the positive electrode 2, as the binder used in the positive electrode mixture layer 2b, known binders such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and styrene butadiene rubber can be used.
Known additives and the like can be added to the positive electrode mixture layer 2b.

【0068】負極4は、負極活物質と結着剤とを含有す
る負極合剤塗液を、負極集電体4aとなる例えば銅箔等
の金属箔上に均一に塗布、乾燥して負極合剤層4bを形
成し、所定の形状に負極集電体4a及び負極合剤層4b
を一括して切り抜くことにより負極4が作製される。負
極4においては、負極合剤層4bに用いられる結着剤と
して例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロ
エチレン、スチレンブタジエンラバー等、公知の結合剤
を用いることができる他、負極合剤層4bに公知の添加
剤等を添加することができる。
For the negative electrode 4, a negative electrode mixture coating liquid containing a negative electrode active material and a binder is uniformly applied onto a metal foil such as a copper foil, which will be the negative electrode current collector 4a, and dried to form a negative electrode mixture. The agent layer 4b is formed, and the negative electrode current collector 4a and the negative electrode mixture layer 4b are formed in a predetermined shape.
The negative electrode 4 is manufactured by cutting out all at once. In the negative electrode 4, known binders such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and styrene butadiene rubber can be used as the binder used in the negative electrode mixture layer 4b, and also known in the negative electrode mixture layer 4b. Additives and the like can be added.

【0069】次に、電解質を非水溶媒に溶解させて、添
加剤10を添加させることにより非水電解液7が調製さ
れる。次に、正極2を正極缶3に収容し、負極4を負極
缶5に収容し、正極2と負極4との間に、ポリプロピレ
ン製の多孔質膜等からなるセパレータ6を配置する。こ
れにより、電池1は、正極2、セパレータ6、負極4が
順次積層された構造となる。
Next, the electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent and the additive 10 is added to prepare the non-aqueous electrolytic solution 7. Next, the positive electrode 2 is accommodated in the positive electrode can 3, the negative electrode 4 is accommodated in the negative electrode can 5, and the separator 6 made of a polypropylene porous film or the like is disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 4. As a result, the battery 1 has a structure in which the positive electrode 2, the separator 6, and the negative electrode 4 are sequentially stacked.

【0070】次に、正極缶3と負極缶5とに非水電解液
7を注液し、表面にアスファルト等が塗布されたガスケ
ット8を介して正極缶3と負極缶5とをかしめて固定す
る。このようにしてコイン型の電池1が製造される。
Next, the non-aqueous electrolyte solution 7 is poured into the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5, and the positive electrode can 3 and the negative electrode can 5 are fixed by caulking with the gasket 8 having the surface coated with asphalt or the like. To do. In this way, the coin type battery 1 is manufactured.

【0071】以上で説明した電池1では、例えばノート
型携帯用コンピューター、携帯電話、カメラ一体型VT
R(video tape recorder)等の携帯用電子機器や、電
気自動車、電動アシスト自転車等に用いた場合、従来の
リチウム二次電池に比べて充放電サイクル特性が良好で
あることから、電子機器等の使用可能時間を長くさせる
と共に、エネルギー密度を大きくした状態で搭載させる
ことが可能となる。さらに、この電池1では、充放電サ
イクル特性が良好であることから、電池特性の劣化に伴
う電子機器等の寿命を長くでき、省資源化、低コスト化
も図ることができる。
In the battery 1 described above, for example, a notebook type portable computer, a mobile phone, a camera-integrated VT
When used in portable electronic devices such as R (video tape recorder), electric vehicles, electrically assisted bicycles, etc., they have better charge / discharge cycle characteristics than conventional lithium secondary batteries. It becomes possible to mount the battery in a state where the usable time is extended and the energy density is increased. Further, since the battery 1 has good charge / discharge cycle characteristics, the life of electronic devices and the like due to deterioration of battery characteristics can be extended, and resource saving and cost reduction can be achieved.

【0072】なお、上述した実施の形態では、本発明に
係る非水電解質電池としてコイン型電池を例に挙げた
が、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば円
筒形、角型、ボタン型等、種々の形状の非水電解質電池
に適用可能である。また、上述した実施の形態では、本
発明に係る非水電解質電池としてLOC電池を例に挙げ
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば
金属リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、鉛二
次電池、マグネシウム二次電池、アルミニウム二次電
池、亜鉛二次電池等にも適用可能である。
In the above-described embodiment, the coin-type battery is given as an example of the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention, but the present invention is not limited to this, and for example, a cylindrical shape, a rectangular shape, It is applicable to non-aqueous electrolyte batteries of various shapes such as button type. Further, in the above-described embodiment, the LOC battery is given as an example of the non-aqueous electrolyte battery according to the present invention, but the present invention is not limited to this. For example, a metal lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery. It is also applicable to batteries, lead secondary batteries, magnesium secondary batteries, aluminum secondary batteries, zinc secondary batteries and the like.

【0073】[0073]

【実施例】以下、本発明を適用した非水電解質電池とし
て、実際にコイン型のLOC(Lithium On Carbon)電
池を作製した実施例について説明する。また、これら実
施例と比較するために作製した比較例について説明す
る。
EXAMPLE An example in which a coin type LOC (Lithium On Carbon) battery is actually manufactured as a non-aqueous electrolyte battery to which the present invention is applied will be described below. A comparative example prepared for comparison with these examples will be described.

【0074】<実施例1>先ず、正極活物質としてリチ
ウム・コバルト複合酸化物(LiCoO)を90重量
部と、導電材としてグラファイトを6重量部と、結着剤
としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を4重量部と
を均質に混合して正極合剤塗液を得た。次に、得られた
正極合剤塗液を、正極集電体となる厚み10μmのアル
ミニウム箔上に均一に塗布、乾燥して正極合剤層を形成
し、所定の形状に正極集電体及び正極合剤層を一括して
打ち抜くことにより直径15mm、厚み0.0865m
mの円盤状を呈する正極を作製した。
Example 1 First, 90 parts by weight of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 6 parts by weight of graphite as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. 4 parts by weight were uniformly mixed to obtain a positive electrode mixture coating liquid. Next, the obtained positive electrode mixture coating liquid is uniformly applied onto an aluminum foil having a thickness of 10 μm to be a positive electrode current collector and dried to form a positive electrode mixture layer, and the positive electrode current collector and the positive electrode current collector are formed into a predetermined shape. The positive electrode material mixture layer is punched together to have a diameter of 15 mm and a thickness of 0.0865 m.
A m-shaped positive electrode was produced.

【0075】次に、負極活物質として黒鉛を90重量部
と、結着剤としてPVdFを10重量部とを均質に混合
して負極合剤塗液を得た。次に、得られた負極合剤塗
液、負極集電体となる厚み10μmの銅箔上に均一に塗
布、乾燥して負極合剤層を形成し、所定の形状に負極集
電体及び負極合剤層を一括して打ち抜くことにより直径
15mm、厚み0.056mmの円盤状を呈する負極を
作製した。
Next, 90 parts by weight of graphite as a negative electrode active material and 10 parts by weight of PVdF as a binder were homogeneously mixed to obtain a negative electrode mixture coating liquid. Next, the obtained negative electrode mixture coating liquid and a 10 μm-thick copper foil serving as a negative electrode current collector are uniformly applied and dried to form a negative electrode mixture layer, and the negative electrode current collector and the negative electrode are formed into a predetermined shape. The mixture layer was punched out at once to prepare a disk-shaped negative electrode having a diameter of 15 mm and a thickness of 0.056 mm.

【0076】次に、エチレンカーボネートとプロピレン
カーボネートとを等容量で混合して作製した溶媒に、L
iPFを0.6モル/リットルの濃度で溶解させるこ
と非水電解液を調製した。そして、この非水電解液に、
LOC電池においてリチウム金属の負極に析出する際の
電位より酸化還元電位が高く、且つ充電状態の正極の電
位より酸化還元電位が低い添加剤としてヨウ化リチウム
を、非水電解液に対する添加量が100ppmになるよ
うに添加した。
Next, L was added to a solvent prepared by mixing ethylene carbonate and propylene carbonate in equal volumes.
A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving iPF 6 at a concentration of 0.6 mol / liter. And in this non-aqueous electrolyte,
In a LOC battery, lithium iodide is added as an additive having a redox potential higher than that at the time of depositing lithium metal on the negative electrode and lower than the potential of the positive electrode in a charged state, and the addition amount to the non-aqueous electrolyte is 100 ppm Was added.

【0077】以上のようにして得られた正極を内側から
アルミニウム、ステンレス、ニッケルの順番で積層され
てなる正極缶に収容し、負極をステンレスからなる負極
缶に収容し、正極と負極との間に厚み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を積層配
置した。
The positive electrode obtained as described above is housed in a positive electrode can made by stacking aluminum, stainless steel, and nickel in this order from the inside, and the negative electrode is housed in a negative electrode can made of stainless steel. Then, a separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm was laminated and arranged.

【0078】次に、正極缶及び負極缶内に非水電解液を
注入し、ポリプロピレンからなるガスケットを介して正
極缶と負極缶とをかしめて固定することにより、負極活
物質に依存する電池容量が3.3mAh、負極に析出す
るリチウム金属に依存する電池容量が2.2mAhであ
る、直径20mm、厚み1.6mmのコイン型のLOC
電池を作製した。なお、以下の説明では、便宜上、LO
C電池のことを単に電池を称する。
Next, a non-aqueous electrolytic solution was injected into the positive electrode can and the negative electrode can, and the positive electrode can and the negative electrode can were caulked and fixed through a gasket made of polypropylene to fix the battery capacity depending on the negative electrode active material. Is 3.3 mAh, the battery capacity depends on the lithium metal deposited on the negative electrode is 2.2 mAh, and the coin type LOC has a diameter of 20 mm and a thickness of 1.6 mm.
A battery was made. In the following description, for convenience, the LO
The C battery is simply referred to as a battery.

【0079】<実施例2>実施例2では、添加剤を非水
電解液に対する添加量が1000ppmになるように添
加したこと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し
た。
<Example 2> In Example 2, a battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the additive was added so that the amount of the additive added to the non-aqueous electrolyte was 1000 ppm.

【0080】<実施例3>実施例3では、添加剤を非水
電解液に対する添加量が2000ppmになるように添
加したこと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し
た。
<Example 3> In Example 3, a battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the additive was added so that the amount of the additive added to the non-aqueous electrolyte was 2000 ppm.

【0081】<実施例4>実施例4では、添加剤を非水
電解液に対する添加量が3000ppmになるように添
加したこと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し
た。
<Example 4> In Example 4, a battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the additive was added so that the amount of the additive added to the non-aqueous electrolyte was 3000 ppm.

【0082】<比較例1>比較例1では、非水電解液に
添加剤を添加させていないこと以外は、実施例1と同様
にして電池を作製した。
Comparative Example 1 In Comparative Example 1, a battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the additive was not added to the non-aqueous electrolyte.

【0083】<比較例2>比較例2では、添加剤を非水
電解液に対する添加量が4000ppmになるように添
加したこと以外は、実施例1と同様にして電池を作製し
た。
<Comparative Example 2> In Comparative Example 2, a battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the additive was added so that the addition amount to the nonaqueous electrolytic solution was 4000 ppm.

【0084】次に、以上のように作製した実施例1〜実
施例4、並びに比較例1、比較例2の電池について、初
回放電容量を測定した。また、これら各実施例及び各比
較例について、10回、20回、30回充放電した後、
すなわち10サイクル後、20サイクル後、30サイク
ル後の放電容量維持率を測定した。なお、充電条件は、
1.5mAhの定電流で4.2Vまで充電した後に、
4.2Vの定電圧で2時間充電するように設定した。放
電条件は、1.5mAhの電流で3Vまで放電するよう
に設定した。
Next, the initial discharge capacities of the batteries of Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 produced as described above were measured. In addition, after charging, discharging, 20 times, and 30 times for each of these Examples and Comparative Examples,
That is, the discharge capacity retention rate after 10 cycles, 20 cycles, and 30 cycles was measured. The charging condition is
After charging to 4.2V with a constant current of 1.5 mAh,
It was set to charge at a constant voltage of 4.2 V for 2 hours. The discharge conditions were set to discharge up to 3 V with a current of 1.5 mAh.

【0085】以下、各実施例及び各比較例における、初
回放電容量、10サイクル後、20サイクル後、30サ
イクル後の放電容量維持率の評価結果を表1に示す。
Table 1 shows the evaluation results of the discharge capacity retention rate after the initial discharge capacity, after 10 cycles, after 20 cycles, and after 30 cycles in each of Examples and Comparative Examples.

【0086】[0086]

【表1】 [Table 1]

【0087】なお、表1において、10サイクル後、2
0サイクル後、30サイクル後の放電容量維持率は、初
回放電容量に対する10サイクル後、20サイクル後、
30サイクル後の放電容量比をそれぞれ示している。
In Table 1, after 10 cycles, 2
After 0 cycles and 30 cycles, the discharge capacity retention rate was 10 cycles after the initial discharge capacity, 20 cycles later,
The discharge capacity ratio after 30 cycles is shown.

【0088】表1に示す評価結果から、非水電解液に対
する添加剤の添加量が100ppm以上、3000pp
m以下の範囲である実施例1〜実施例4では、非水電解
液に添加剤を添加させてない比較例1に比べて、10サ
イクル後、20サイクル後、30サイクル後の放電容量
維持率が高く、充放電に伴う電池容量の低下、すなわち
充放電サイクル特性が劣化していることがわかる。
From the evaluation results shown in Table 1, the amount of the additive added to the non-aqueous electrolyte is 100 ppm or more and 3000 pp.
In Examples 1 to 4 which are in the range of m or less, compared with Comparative Example 1 in which the additive is not added to the non-aqueous electrolyte solution, the discharge capacity retention rate after 10, 20, and 30 cycles It is found that the battery capacity is lowered due to charge / discharge, that is, the charge / discharge cycle characteristics are deteriorated.

【0089】比較例1では、非水電解液に添加剤を添加
されてなく、負極に析出したリチウム金属が負極と絶縁
状態となり失活した場合に、この失活したリチウム金属
を酸化によりイオン化させる添加剤がないことから、充
放電の繰り返しに伴い失活するリチウム金属が増え続け
て充放電サイクル特性が劣化してしまう。
In Comparative Example 1, when the additive was not added to the non-aqueous electrolyte and the lithium metal deposited on the negative electrode became insulative with the negative electrode and was deactivated, the deactivated lithium metal was ionized by oxidation. Since there is no additive, the amount of deactivated lithium metal continues to increase with repeated charging and discharging, and the charging and discharging cycle characteristics deteriorate.

【0090】これに対し、実施例1〜実施例4では、添
加剤が非水電解質に対する添加量を100ppm以上、
3000ppm以下の範囲にして適量添加されており、
負極に析出したリチウム金属が負極と絶縁状態となり失
活した場合に、添加剤が失活したリチウム金属を酸化し
てイオン化させ、再び充放電に寄与するリチウムイオン
にさせる。そして、実施例1〜実施例4では、充電状態
の正極が、失活したリチウム金属によって還元された添
加剤を酸化することにより、添加剤の酸化還元電位を負
極に析出したリチウム金属の電位より高くすることか
ら、添加剤を失活したリチウム金属の酸化に再び用いら
れるようにさせる。これにより、実施例1〜実施例4で
は、添加剤が充放電の繰り返しに伴い負極に析出して失
活したリチウム金属を再びイオン化させて充放電に寄与
できるリチウムイオンにすることから、負極に失活した
リチウム金属が貯留されることがなく、リチウム金属の
失活による充放電サイクル特性の劣化が防止される。
On the other hand, in Examples 1 to 4, the amount of the additive added to the non-aqueous electrolyte was 100 ppm or more,
An appropriate amount is added in the range of 3000 ppm or less,
When the lithium metal deposited on the negative electrode is in an insulating state with the negative electrode and is deactivated, the additive oxidizes the deactivated lithium metal to ionize the lithium metal, which again contributes to charge and discharge. Then, in Examples 1 to 4, the positive electrode in the charged state oxidizes the additive reduced by the deactivated lithium metal, so that the redox potential of the additive is lower than the potential of the lithium metal deposited on the negative electrode. The high temperature causes the additive to be reused for the oxidation of deactivated lithium metal. As a result, in Examples 1 to 4, the additive deposits on the negative electrode with repeated charge and discharge and deactivates the deactivated lithium metal to form lithium ions that can contribute to charge and discharge. Deactivated lithium metal is not stored, and deterioration of charge / discharge cycle characteristics due to deactivation of lithium metal is prevented.

【0091】ここで、実施例3と比較例1とのおける、
20サイクル目の放電電圧と放電時間との関係を図3に
示す。図3において、横軸を放電時間とし、縦軸を放電
電池電圧とし、実施例3をS1、比較例1をS2で示し
ている。
Here, in Example 3 and Comparative Example 1,
The relationship between the discharge voltage and the discharge time at the 20th cycle is shown in FIG. In FIG. 3, the horizontal axis represents discharge time, the vertical axis represents discharge battery voltage, and Example 3 is shown as S1 and Comparative Example 1 is shown as S2.

【0092】図3から、S1とS2とを比べた場合、比
較的に平坦部分になるまでの時間がS1の方が長くなっ
ており、この分、S1の放電時間が長く、電池容量も大
きくなっていることがわかる。これは、平坦部分になる
までの時間が負極に析出したリチウム金属がイオン化さ
れて放電されている、すなわちリチウム金属に依存して
放電されている帯域であり、S1では添加剤によって負
極に失活しているリチウム金属がS2よりも少ないこと
から、S2よりも負極でリチウム金属をイオン化させて
放電する時間を長くできるためである。
From FIG. 3, when comparing S1 and S2, the time until the relatively flat portion becomes relatively longer is S1, and the discharge time of S1 is longer and the battery capacity is larger accordingly. You can see that it has become. This is a band in which the lithium metal deposited on the negative electrode is ionized and discharged, that is, depending on the lithium metal, is discharged until the flat portion is reached. In S1, the negative electrode is deactivated by the additive. This is because the amount of lithium metal being charged is smaller than that of S2, and thus the time for ionizing and discharging lithium metal at the negative electrode can be longer than that of S2.

【0093】また、表1に示す評価結果から、非水電解
液に対する添加剤の添加量が100ppm以上、300
0ppm以下の範囲である実施例1〜実施例4では、非
水電解液に添加剤が4000ppm添加された比較例2
に比べて、初回放電容量が大幅に大きくなっていること
がわかる。
From the evaluation results shown in Table 1, the amount of additive added to the non-aqueous electrolyte was 100 ppm or more, 300
In Examples 1 to 4 which are in the range of 0 ppm or less, Comparative Example 2 in which the additive was added to the non-aqueous electrolyte solution at 4000 ppm.
It can be seen that the initial discharge capacity is significantly larger than that of.

【0094】比較例2では、非水電解液に添加剤が40
00ppm添加されており、非水電解液に対する添加量
が多すぎることから、自己放電といった不具合が生じ、
電池としての放電容量が減少してしまう。
In Comparative Example 2, the additive was added to the non-aqueous electrolyte at 40%.
Since it is added in an amount of 00 ppm and the amount added to the non-aqueous electrolyte is too large, a problem such as self-discharge occurs,
The discharge capacity of the battery is reduced.

【0095】これに対し、実施例1〜実施例4では、添
加剤が非水電解質に対する添加量を100ppm以上、
3000ppm以下の範囲にして適量添加されており、
負極に析出したリチウム金属が負極と絶縁状態となり失
活した場合に、添加剤が失活したリチウム金属を酸化し
てイオン化させ、再び充放電に寄与するリチウムイオン
にさせる。そして、実施例1〜実施例4では、充電状態
の正極が、失活したリチウム金属によって還元された添
加剤を酸化することにより、添加剤の酸化還元電位を負
極に析出したリチウム金属の電位より高くすることか
ら、添加剤を失活したリチウム金属の酸化に再び用いら
れるようにさせる。これにより、実施例1〜実施例4で
は、添加剤が充放電の繰り返しに伴い負極に析出して失
活したリチウム金属を再びイオン化させることから、負
極4に失活したリチウム金属が貯留されることがなく、
リチウム金属の失活による放電容量の低下が防止され
る。
On the other hand, in Examples 1 to 4, the amount of the additive added to the non-aqueous electrolyte was 100 ppm or more,
An appropriate amount is added in the range of 3000 ppm or less,
When the lithium metal deposited on the negative electrode is in an insulating state with the negative electrode and is deactivated, the additive oxidizes the deactivated lithium metal to ionize the lithium metal, which again contributes to charge and discharge. Then, in Examples 1 to 4, the positive electrode in the charged state oxidizes the additive reduced by the deactivated lithium metal, so that the redox potential of the additive is lower than the potential of the lithium metal deposited on the negative electrode. The high temperature causes the additive to be reused for the oxidation of deactivated lithium metal. Thus, in Examples 1 to 4, the additive deposits the deactivated lithium metal on the negative electrode and ionizes it again with repeated charging and discharging, and thus the deactivated lithium metal is stored in the negative electrode 4. Without
A decrease in discharge capacity due to deactivation of lithium metal is prevented.

【0096】以上のことから、非水電解液にLOC電池
においてリチウム金属の負極に析出する際の電位より酸
化還元電位が高く、且つ充電状態の正極の電位より酸化
還元電位が低い添加剤としてヨウ化リチウムを100p
pm以上、3000ppm以下の範囲にして添加させる
ことは、放電容量の低下及び充放電サイクル特性の劣化
が防止された電池を作製する上で大変有効であることが
明らかになった。
From the above, it has been found that the non-aqueous electrolyte is used as an additive having an oxidation-reduction potential higher than the potential at which lithium metal is deposited on the negative electrode of a LOC battery and lower than the potential of the positive electrode in a charged state. Lithium chloride 100p
It has been clarified that the addition in the range of pm or more and 3000 ppm or less is very effective in producing a battery in which the reduction of discharge capacity and the deterioration of charge / discharge cycle characteristics are prevented.

【0097】[0097]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、非水電解質に、負極に析出した際の金属の電
位より高く、充電状態の正極活物質が有する電位より低
い酸化還元電位を有する添加剤が添加されていることに
より、負極に析出した金属が負極と絶縁状態となること
で充放電に寄与しない状態、すなわち失活した状態にな
った際に、この失活した金属を添加剤が酸化してイオン
化させると共に、失活した金属によって還元された添加
剤を充電状態の正極活物質が酸化させ、再び添加剤の酸
化還元電位を負極に析出している金属の電位より高くさ
せる。
As is clear from the above description, according to the present invention, the redox in the non-aqueous electrolyte is higher than the potential of the metal when deposited on the negative electrode and lower than the potential of the positive electrode active material in the charged state. By adding an additive having a potential, the metal deposited on the negative electrode becomes an insulating state with the negative electrode and does not contribute to charging and discharging, that is, when the metal is deactivated, the deactivated metal While the additive oxidizes and ionizes, the positive electrode active material in the charged state oxidizes the additive reduced by the deactivated metal, and the redox potential of the additive is again determined from the potential of the metal deposited on the negative electrode. Make it higher

【0098】これにより、本発明よれば、添加剤が充放
電の繰り返しに伴い負極に析出して失活した金属をイオ
ン化させて充放電に寄与できる金属イオンにすることか
ら、負極に失活した金属が貯留することがなく、金属の
失活による電池容量の低下及び充放電サイクル特性の劣
化が防止された非水電解質電池が得られる。
Thus, according to the present invention, the additive is ionized to a metal ion which is deposited and deactivated on the negative electrode with the repetition of charge and discharge to form a metal ion which can contribute to charge and discharge, and thus is deactivated on the negative electrode. It is possible to obtain a non-aqueous electrolyte battery in which the metal is not stored and the decrease in battery capacity and the deterioration of charge / discharge cycle characteristics due to deactivation of metal are prevented.

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

【図1】本発明に係るLOC電池の内部構造を示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an internal structure of a LOC battery according to the present invention.

【図2】同LOC電池における、添加剤の作用を説明す
るための模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the action of an additive in the same LOC battery.

【図3】添加剤を添加された非水電解液を有するLOC
電池と、添加剤が添加されていない非水電解液を有する
LOC電池とにおける、20サイクル目の放電時間と放
電電池電圧との関係を示す特性図である。
FIG. 3 LOC with non-aqueous electrolyte added with additives
FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the discharge time at the 20th cycle and the discharge battery voltage in a battery and a LOC battery having a non-aqueous electrolyte solution to which an additive is not added.

【図4】従来のLOC電池において、負極に析出したリ
チウム金属が失活する際の状態を説明するための模式図
である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a state in which lithium metal deposited on a negative electrode is deactivated in a conventional LOC battery.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 LOC(Lithium On Carbon)電池、2 正極、3
正極缶、4 負極、5 負極缶、6 セパレータ、7
非水電解液、8 ガスケット、9 リチウム金属、1
0 添加剤
1 LOC (Lithium On Carbon) battery, 2 positive electrode, 3
Positive electrode can, 4 Negative electrode, 5 Negative electrode can, 6 Separator, 7
Non-aqueous electrolyte, 8 gaskets, 9 lithium metal, 1
0 additive

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 明石 寛之 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 5H029 AJ03 AJ05 AK02 AK03 AK16 AL01 AL02 AL06 AL07 AL08 AL12 AL16 AL18 AM02 AM03 AM04 AM05 AM07 BJ03 DJ09 EJ04 EJ12 HJ01 HJ18 HJ19 5H050 AA07 AA08 BA15 BA16 BA17 CA07 CA08 CA09 CA11 CA20 CB01 CB02 CB07 CB08 CB09 CB12 DA13 EA09 EA11 EA24 HA01 HA18 HA19    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Hiroyuki Akashi             6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Soni             -Inside the corporation F-term (reference) 5H029 AJ03 AJ05 AK02 AK03 AK16                       AL01 AL02 AL06 AL07 AL08                       AL12 AL16 AL18 AM02 AM03                       AM04 AM05 AM07 BJ03 DJ09                       EJ04 EJ12 HJ01 HJ18 HJ19                 5H050 AA07 AA08 BA15 BA16 BA17                       CA07 CA08 CA09 CA11 CA20                       CB01 CB02 CB07 CB08 CB09                       CB12 DA13 EA09 EA11 EA24                       HA01 HA18 HA19

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 リチウムを含有する活物質を有する正極
と、金属をイオンの状態でドープ/脱ドープ及び/又は
上記金属を析出/溶出させることが可能な活物質を有す
る負極と、電解質塩を含有する非水電解質とを備える非
水電解質電池において、 上記非水電解質に、上記金属の上記負極に析出する際の
電位より酸化還元電位が貴であり、充電状態の上記正極
活物質が有する電位より酸化還元電位が卑である添加剤
が添加されていることを特徴とする非水電解質電池。
1. A positive electrode having an active material containing lithium, a negative electrode having an active material capable of doping / dedoping a metal in an ionic state and / or depositing / eluting the metal, and an electrolyte salt. In a non-aqueous electrolyte battery comprising a non-aqueous electrolyte containing, in the non-aqueous electrolyte, the oxidation-reduction potential is nobler than the potential when depositing on the negative electrode of the metal, the potential of the positive electrode active material in the charged state has A non-aqueous electrolyte battery comprising an additive having a more basic redox potential added thereto.
【請求項2】 上記負極の容量が、上記金属をイオンの
状態でドープ/脱ドープする際に得られる容量成分と、
上記金属を析出/溶出する際に得られる容量成分との和
で表されることを特徴とする請求項1記載の非水電解質
電池。
2. The capacity of the negative electrode is a capacity component obtained when doping / dedoping the metal in an ionic state,
The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte battery is represented by a sum with a capacity component obtained when the metal is deposited / eluted.
【請求項3】 上記金属がリチウムであり、上記添加剤
の酸化還元電位が0.1V以上、1.1V以下の範囲に
あることを特徴とする請求項1記載の非水電解質電池。
3. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the metal is lithium, and the redox potential of the additive is in the range of 0.1 V or more and 1.1 V or less.
【請求項4】 上記添加剤がヨウ化リチウムであり、上
記添加剤が、上記非水電解質に対して100ppm以
上、3000ppm以下の範囲で添加されている請求項
1記載の非水電解質電池。
4. The non-aqueous electrolyte battery according to claim 1, wherein the additive is lithium iodide, and the additive is added in the range of 100 ppm or more and 3000 ppm or less with respect to the non-aqueous electrolyte.
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