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JP2018170271A - Electrolyte solution for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery - Google Patents

Electrolyte solution for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery Download PDF

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JP2018170271A
JP2018170271A JP2018049972A JP2018049972A JP2018170271A JP 2018170271 A JP2018170271 A JP 2018170271A JP 2018049972 A JP2018049972 A JP 2018049972A JP 2018049972 A JP2018049972 A JP 2018049972A JP 2018170271 A JP2018170271 A JP 2018170271A
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ion secondary
lithium ion
negative electrode
secondary battery
positive electrode
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JP2018049972A
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Japanese (ja)
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田辺 順志
Yoriji Tanabe
順志 田辺
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: an electrolyte solution for a lithium ion secondary battery, which enables the increase in battery initial capacity, and which is easy to immerse into a positive electrode, a negative electrode and a separator even though it contains an ordinary temperature molten salt; and a lithium ion secondary battery arranged by use of the electrolyte solution.SOLUTION: An electrolyte solution for a lithium ion secondary battery comprises: a lithium imide salt; an ordinary temperature molten salt; and a high-vapor pressure solvent. The high-vapor pressure solvent has a vapor pressure of 1 kPa or more at 20°C. The content of the high-vapor pressure solvent falls in a range of 2 mass% or more and 40 mass% or less to a total amount of the lithium imide salt, the ordinary temperature molten salt and the high-vapor pressure solvent. A lithium ion secondary battery comprises: a positive electrode; a negative electrode; a separator interposed between the positive and negative electrodes; and an electrolyte solution which consists of the above electrolyte solution for a lithium ion secondary battery.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用電解液およびリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to an electrolytic solution for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery.

リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いことから、ノート型のパーソナルコンピューターなどの携帯型電子機器や携帯電話機などの通信機器の電源として幅広く応用されている。このリチウムイオン二次電池は、一般に、正極と、負極と、正極と負極との間に介在するセパレータと、電解液から構成されている。リチウムイオン二次電池の電解液としては、従来よりリチウム塩を溶解させた有機溶媒が利用されているが、近年では、リチウム塩を溶解させた常温溶融塩が検討されている。常温溶融塩は、イオン液体とも呼ばれており、カチオン成分とアニオン成分とを含み、常温において溶融状態であって流動性を有する塩である。常温溶融塩は、従来のリチウムイオン二次電池で利用されている有機溶媒と異なり、不揮発性で蒸気圧を持たず、引火しにくい。このため、電解液として常温溶融塩を用いたリチウムイオン二次電池は、安全性が高いとされている。   Lithium ion secondary batteries have high energy density and are therefore widely used as power sources for portable electronic devices such as notebook personal computers and communication devices such as cellular phones. This lithium ion secondary battery is generally composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution. As an electrolytic solution for a lithium ion secondary battery, an organic solvent in which a lithium salt is dissolved is conventionally used. In recent years, a room temperature molten salt in which a lithium salt is dissolved has been studied. The room temperature molten salt is also called an ionic liquid, is a salt that contains a cation component and an anion component, is in a molten state at room temperature, and has fluidity. Unlike organic solvents used in conventional lithium ion secondary batteries, room temperature molten salts are non-volatile, have no vapor pressure, and are difficult to ignite. For this reason, a lithium ion secondary battery using a room temperature molten salt as an electrolytic solution is considered to have high safety.

しかしながら、常温溶融塩は、従来の有機溶媒と比較して、正極、負極、セパレータに含浸させにくい。特に、セパレータとして広く使用されている多孔質のポリオレフィンシートは孔径が小さいため、常温溶融塩を含浸させることが極めて困難である。
このため、常温溶融塩を使用したリチウムイオン二次電池においては、セパレータとして、比較的大きな空孔を有する不織布を用いることが検討されている。例えば、特許文献1には、セパレータとして、有機繊維及びガラス繊維から選択される1種以上の繊維からなる不織布であって、空隙率が70%以上であるものを用いることが記載されている。
However, the room temperature molten salt is less likely to be impregnated in the positive electrode, the negative electrode, and the separator as compared with a conventional organic solvent. In particular, since a porous polyolefin sheet widely used as a separator has a small pore diameter, it is extremely difficult to impregnate a room temperature molten salt.
For this reason, in the lithium ion secondary battery using room temperature molten salt, using the nonwoven fabric which has a comparatively big void | hole as a separator is examined. For example, Patent Document 1 describes that as a separator, a nonwoven fabric made of one or more kinds of fibers selected from organic fibers and glass fibers and having a porosity of 70% or more is described.

特開2010−287380号公報JP 2010-287380 A

しかしながら、セパレータとして不織布を用いた電池は、不織布は、多孔質のポリオレフィンシートと比較して厚さが厚いために、体積エネルギー密度の点で不利となるおそれがある。さらに、不織布は、多孔質のポリオレフィンシートと比較して空隙率が高く、電解液の使用量が増加するため、重量エネルギー密度の点でも不利となるおそれがある。また、電池の高エネルギー密度化のためには正極と負極に対しても含浸させることが必要となるが、常温溶融塩は、正極の集電箔近傍まで含浸させることが難しく、特に正極の目付量を多くすると、初期容量が低下するおそれがあった。   However, a battery using a nonwoven fabric as a separator may be disadvantageous in terms of volumetric energy density because the nonwoven fabric is thicker than a porous polyolefin sheet. Furthermore, since the nonwoven fabric has a higher porosity than a porous polyolefin sheet and the amount of electrolyte used increases, there is a possibility that it may be disadvantageous in terms of weight energy density. In addition, it is necessary to impregnate the positive electrode and the negative electrode in order to increase the energy density of the battery, but room temperature molten salt is difficult to impregnate to the vicinity of the current collector foil of the positive electrode. When the amount is increased, the initial capacity may be reduced.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、常温溶融塩を含みながらも、正極、負極、セパレータに含浸させ易く、電池の初期容量を向上させることができるリチウムイオン二次電池用電解液、およびその電解液を用いたリチウムイオン二次電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the initial capacity of a battery, which can easily impregnate a positive electrode, a negative electrode, and a separator while containing a room temperature molten salt. It is providing the electrolyte solution for secondary batteries, and the lithium ion secondary battery using the electrolyte solution.

本発明者は、リチウムイミド塩と常温溶融塩とを含む電解液に、さらに所定の高蒸気圧溶媒を所定の量にて添加することによって、正極、負極、セパレータに含浸させ易くなり、そして、その高蒸気圧溶媒を添加した電解液を用いることによって、リチウムイオン二次電池の初期容量が向上することを見出した。
すなわち、本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
The inventor can easily impregnate a positive electrode, a negative electrode, and a separator by adding a predetermined high vapor pressure solvent in a predetermined amount to an electrolyte solution containing a lithium imide salt and a room temperature molten salt, and It was found that the initial capacity of the lithium ion secondary battery is improved by using the electrolytic solution to which the high vapor pressure solvent is added.
That is, this invention provides the following means in order to solve the said subject.

(1)第1の態様にかかるリチウムイオン二次電池用電解液は、リチウムイミド塩と、常温溶融塩と、高蒸気圧溶媒と、を含有し、前記高蒸気圧溶媒は20℃における蒸気圧が1kPa以上であり、前記高蒸気圧溶媒の含有量が、前記リチウムイミド塩と、前記常温溶融塩と、前記高蒸気圧溶媒の総量に対して2質量%以上40質量%以下の範囲にある。 (1) The electrolyte for a lithium ion secondary battery according to the first aspect contains a lithium imide salt, a room temperature molten salt, and a high vapor pressure solvent, and the high vapor pressure solvent has a vapor pressure at 20 ° C. Is 1 kPa or more, and the content of the high vapor pressure solvent is in the range of 2 mass% to 40 mass% with respect to the total amount of the lithium imide salt, the room temperature molten salt, and the high vapor pressure solvent. .

(2)上記態様にかかるリチウムイオン二次電池用電解液は、前記高蒸気圧溶媒が、鎖状エーテルまたは環状エーテルであってもよい。 (2) In the electrolyte solution for a lithium ion secondary battery according to the above aspect, the high vapor pressure solvent may be a chain ether or a cyclic ether.

(3)上記態様にかかるリチウムイオン二次電池用電解液は、前記高蒸気圧溶媒がジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種の鎖状エーテルであってもよい。 (3) In the electrolyte solution for a lithium ion secondary battery according to the above aspect, the high vapor pressure solvent may be at least one chain ether selected from the group consisting of dimethyl ether, ethyl methyl ether, and diethyl ether.

(4)上記態様にかかるリチウムイオン二次電池用電解液は、前記リチウムイミド塩と前記常温溶融塩の含有量が、モル比で1:1 〜 1:5であってもよい。 (4) In the electrolyte solution for a lithium ion secondary battery according to the above aspect, the molar ratio of the lithium imide salt and the room temperature molten salt may be 1: 1 to 1: 5.

(5)第2の態様にかかるリチウムイオン二次電池は、正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータと、電解液とを備えるリチウムイオン二次電池であって、前記電解液が、上記第1の態様にかかるリチウムイオン二次電池用電解液である。 (5) A lithium ion secondary battery according to a second aspect is a lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution, The electrolytic solution is an electrolytic solution for a lithium ion secondary battery according to the first aspect.

(6)上記態様にかかるリチウムイオン二次電池は、前記正極が、正極集電体と、前記正極集電体の上に設けられた正極活物質層とを有し、前記正極活物質層は、目付量が20mg/cm以上であってもよい。 (6) In the lithium ion secondary battery according to the above aspect, the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer provided on the positive electrode current collector, and the positive electrode active material layer includes: The basis weight may be 20 mg / cm 2 or more.

(7)上記態様にかかるリチウムイオン二次電池は、前記負極が、負極集電体と、前記負極集電体の上に設けられた負極活物質層とを有し、前記負極活物質層が金属シリコンおよび金属リチウムのうち少なくとも1種を含有していてもよい。 (7) In the lithium ion secondary battery according to the above aspect, the negative electrode has a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer provided on the negative electrode current collector, and the negative electrode active material layer has You may contain at least 1 sort (s) among metallic silicon and metallic lithium.

本発明によれば、常温溶融塩を含みながらも、正極、負極、セパレータに含浸させ易く、電池の初期容量を向上させることができるリチウムイオン二次電池用電解液、およびその電解液を用いたリチウムイオン二次電池を提供することが可能となる。   According to the present invention, an electrolyte for a lithium ion secondary battery that can be easily impregnated in a positive electrode, a negative electrode, and a separator and can improve the initial capacity of the battery while containing a room temperature molten salt, and the electrolyte are used. A lithium ion secondary battery can be provided.

本実施形態にかかるリチウムイオン二次電池の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the lithium ion secondary battery concerning this embodiment.

以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。   Hereinafter, the present embodiment will be described in detail with appropriate reference to the drawings. In the drawings used in the following description, in order to make the characteristics of the present invention easier to understand, there are cases where the characteristic parts are enlarged for the sake of convenience, and the dimensional ratios of the respective components are different from actual ones. is there. The materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be appropriately modified and implemented without departing from the scope of the invention.

[リチウムイオン二次電池]
図1は、本実施形態にかかるリチウムイオン二次電池の断面模式図である。図1に示すリチウムイオン二次電池100は、主として積層体40、積層体40を密閉した状態で収容する外装体50、及び積層体40に接続された一対のリード60、62を備えている。また、図示されていないが、積層体40とともに電解液が、外装体50内に収容されている。
[Lithium ion secondary battery]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a lithium ion secondary battery according to this embodiment. A lithium ion secondary battery 100 shown in FIG. 1 mainly includes a stacked body 40, an exterior body 50 that accommodates the stacked body 40 in a sealed state, and a pair of leads 60 and 62 connected to the stacked body 40. Although not shown, the electrolyte solution is accommodated in the outer package 50 together with the stacked body 40.

積層体40は、正極20と負極30とが、セパレータ10を挟んで対向配置されたものである。正極20は、板状(膜状)の正極集電体22上に正極活物質層24が設けられたものである。負極30は、板状(膜状)の負極集電体32上に負極活物質層34が設けられたものである。   The stacked body 40 is configured such that the positive electrode 20 and the negative electrode 30 are disposed to face each other with the separator 10 interposed therebetween. The positive electrode 20 is obtained by providing a positive electrode active material layer 24 on a plate-like (film-like) positive electrode current collector 22. The negative electrode 30 is obtained by providing a negative electrode active material layer 34 on a plate-like (film-like) negative electrode current collector 32.

正極活物質層24及び負極活物質層34は、セパレータ10の両側にそれぞれ接触している。正極集電体22及び負極集電体32の端部には、それぞれリード62、60が接続されており、リード60、62の端部は外装体50の外部にまで延びている。図1では、外装体50内に積層体40が一つの場合を例示したが、複数積層されていてもよい。   The positive electrode active material layer 24 and the negative electrode active material layer 34 are in contact with both sides of the separator 10. Leads 62 and 60 are connected to the end portions of the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32, respectively, and the end portions of the leads 60 and 62 extend to the outside of the exterior body 50. In FIG. 1, the case where there is one laminated body 40 in the exterior body 50 is illustrated, but a plurality of laminated bodies 40 may be laminated.

(電解液)
本実施形態のリチウムイオン二次電池において、電解液は、リチウムイミド塩と、常温溶融塩と、高蒸気圧溶媒と、を有する。高蒸気圧溶媒は、20℃における蒸気圧が1kPa以上である溶媒である。電解液中の高蒸気圧溶媒の含有量は、リチウムイミド塩と常温溶融塩と高蒸気圧溶媒の総量に対して2質量%以上40質量%以下の範囲とされている。
(Electrolyte)
In the lithium ion secondary battery of this embodiment, the electrolytic solution has a lithium imide salt, a room temperature molten salt, and a high vapor pressure solvent. The high vapor pressure solvent is a solvent having a vapor pressure of 1 kPa or higher at 20 ° C. The content of the high vapor pressure solvent in the electrolytic solution is in the range of 2% by mass to 40% by mass with respect to the total amount of the lithium imide salt, the room temperature molten salt, and the high vapor pressure solvent.

本実施形態の電解液は、高蒸気圧溶媒を上記の範囲で含むことによって、正極、負極、セパレータに含浸させ易くなり、これによって電池の初期容量が向上したと考えられる。 本実施形態の電解液において用いる常温溶融塩は、カチオン成分とアニオン成分とを含み、静電的な相互作用が強いため、不揮発性で蒸気圧を持たない溶媒である。これに対して、高蒸気圧溶媒は揮発しやすい溶媒である。このため、常温溶融塩を含む電解液に高蒸気圧溶媒を加えても、高蒸気圧溶媒は短時間で揮発し、電解液中に残留しにくいとも考えられるが、本実施形態の電解液が正極などに含浸させ易くなった理由としては次のように考えられる。すなわち、電池内に、高蒸気圧溶媒を上記の範囲で含む電解液を注入した場合には、電池内で、高蒸気圧溶媒が蒸発と凝結とを繰り返することによって、電池内の電解液が撹拌あるいは流動化されて、電解液が正極、負極、セパレータに浸み込み易くなったと考えられる。
なお、高蒸気圧溶媒の含有量が多くなりすぎると、相対的にリチウムイミド塩と常温溶融塩の含有量が低下して電池の初期容量が低下するおそれがある。このため、本実施形態では、高蒸気圧溶媒の含有量を40質量%以下と設定している。
It is considered that the electrolytic solution of the present embodiment easily impregnates the positive electrode, the negative electrode, and the separator by including the high vapor pressure solvent in the above range, thereby improving the initial capacity of the battery. The room temperature molten salt used in the electrolytic solution of the present embodiment is a non-volatile solvent having no vapor pressure because it contains a cation component and an anion component and has a strong electrostatic interaction. On the other hand, high vapor pressure solvents are volatile solvents. For this reason, even if a high vapor pressure solvent is added to an electrolytic solution containing a room temperature molten salt, the high vapor pressure solvent is volatilized in a short time and is unlikely to remain in the electrolytic solution. The reason why the positive electrode is easily impregnated is considered as follows. That is, when an electrolytic solution containing a high vapor pressure solvent in the above range is injected into the battery, the high vapor pressure solvent repeatedly evaporates and condenses in the battery, so that the electrolytic solution in the battery is It is thought that the electrolyte solution was easily immersed in the positive electrode, the negative electrode, and the separator by stirring or fluidizing.
If the content of the high vapor pressure solvent is too large, the contents of the lithium imide salt and the room temperature molten salt are relatively decreased, and the initial capacity of the battery may be decreased. For this reason, in this embodiment, content of the high vapor pressure solvent is set to 40 mass% or less.

(リチウムイミド塩)
リチウムイミド塩としては、LiN(SOF)(LiFSI:リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド)、LiN(SOCF(LiTFSI:リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)、LiN(SO(LiBETI:リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド)、LiN(SOF)(SOCF)、LiN(SOCF)(SO)を使用することができる。これらのリチウムイミド塩は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。
(Lithium imide salt)
Examples of the lithium imide salt include LiN (SO 2 F) 2 (LiFSI: lithium bis (fluorosulfonyl) imide), LiN (SO 2 CF 3 ) 2 (LiTFSI: lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide), LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 (LiBETI: lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide), LiN (SO 2 F) (SO 2 CF 3 ), LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 2 F 5 ) is used. can do. These lithium imide salts may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

(常温溶融塩)
常温溶融塩は、カチオン成分とアニオン成分とを含む液体である。ただし、本実施形態において、常温溶融塩は、リチウムイミド塩および高蒸気圧溶媒を含む電解液の状態において、常温で液体であればよい。なお、常温とは、リチウムイオン二次電池が通常使用される温度であり、日本工業規格(JIS Z 8703)では5℃以上35℃以下とされているが、この温度範囲に限定されない。
(Normal temperature molten salt)
The room temperature molten salt is a liquid containing a cation component and an anion component. However, in this embodiment, the room temperature molten salt may be a liquid at room temperature in the state of an electrolytic solution containing a lithium imide salt and a high vapor pressure solvent. The normal temperature is a temperature at which a lithium ion secondary battery is normally used, and is 5 ° C. or more and 35 ° C. or less in the Japanese Industrial Standard (JIS Z 8703), but is not limited to this temperature range.

カチオン成分としては、窒素を含む窒素系カチオン、リンを含むリン系カチオン、硫黄を含む硫黄系カチオンを含むことができる。これらのカチオン成分は1種を単独で含んでいてもよいし、2種以上を組合せて含んでいてもよい。
窒素系カチオンの例としては、イミダゾリウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、アゾニアスピロカチオンなど鎖状または環状のアンモニウムカチオンを挙げることができる。リン系カチオンの例としては、鎖状または環状のホスホニウムカチオンが挙げられる。硫黄系カチオンの例としては、鎖状または環状のスルホニウムカチオンが挙げられる。
As a cation component, the nitrogen-type cation containing nitrogen, the phosphorus-type cation containing phosphorus, and the sulfur-type cation containing sulfur can be included. These cationic components may contain 1 type independently, and may contain 2 or more types in combination.
Examples of nitrogen-based cations include chain or cyclic ammonium cations such as imidazolium cation, pyrrolidinium cation, piperidinium cation, pyridinium cation, and azonia spiro cation. Examples of phosphorus cations include chain or cyclic phosphonium cations. Examples of the sulfur cation include a chain or cyclic sulfonium cation.

アニオン成分としては、AlCl 、NO 、NO 、I、BF 、PF 、AsF 、SbF 、NbF 、TaF 、F(HF)2.3 、p−CHPhSO 、CHCO 、CFCO 、CHSO 、CFSO 、(CFSO、CCO、CSO 、(FSO(ビス(フルオロスルホニル)イミド)、(CFSO(ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド)、(CSO(ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド)、(CFSO)(CFCO)N((トリフルオロメタンスルホニル)(トリフルオロメタンカルボニル)イミド)、(CN)(ジシアノイミド)等が挙げられる。これらのアニオン成分は1種を単独で含んでいてもよいし、2種以上を組合せて含んでいてもよい。 Examples of the anionic component, AlCl 4 -, NO 2 - , NO 3 -, I -, BF 4 -, PF 6 -, AsF 6 -, SbF 6 -, NbF 6 -, TaF 6 -, F (HF) 2. 3 -, p-CH 3 PhSO 3 -, CH 3 CO 2 -, CF 3 CO 2 -, CH 3 SO 3 -, CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 3 C -, C 3 F 7 CO 2, C 4 F 9 SO 3 -, (FSO 2) 2 N - ( bis (fluorosulfonyl) imide), (CF 3 SO 2) 2 N - ( bis (trifluoromethanesulfonyl) imide), (C 2 F 5 SO 2) 2 N - (bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide), (CF 3 SO 2) (CF 3 CO) N - (( trifluoromethanesulfonyl) (trifluoromethane carbonylation It includes (Jishianoimido), etc. -) imide), (CN) 2 N. These anionic components may contain 1 type independently, and may contain 2 or more types in combination.

アニオン成分は、イミドのアニオンを含むことが好ましい。この場合、リチウムイミド塩との親和性が向上する。また、アニオン成分がイミドのアニオンを含む場合は、カチオン成分は窒素系カチオンであることが好ましく、特にピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、アゾニアスピロカチオンであることが好ましい。   The anion component preferably contains an anion of an imide. In this case, the affinity with the lithium imide salt is improved. When the anion component includes an anion of an imide, the cation component is preferably a nitrogen cation, and particularly preferably a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, or an azonia spiro cation.

本実施形態において、電解液中のリチウムイミド塩と常温溶融塩との含有量は、モル比で1:1 〜 1:5の範囲にあることが好ましい。この場合、好適に高いレート特性を実現することができる。   In this embodiment, it is preferable that content of the lithium imide salt and normal temperature molten salt in electrolyte solution exists in the range of 1: 1-1: 5 by molar ratio. In this case, a high rate characteristic can be suitably realized.

(高蒸気圧溶媒)
高蒸気圧溶媒としては、1価アルコール、ケトン、ニトリル、エステル、鎖状炭酸エステル、環状エーテル、鎖状エーテルを用いることができる。高蒸気圧溶媒は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。
(High vapor pressure solvent)
As the high vapor pressure solvent, monohydric alcohol, ketone, nitrile, ester, chain carbonate, cyclic ether, chain ether can be used. A high vapor pressure solvent may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

1価アルコールの例としては、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノールを挙げることができる。ケトンの例としては、アセトン、エチルメチルケトン、ジエチルケトンを挙げることができる。ニトリルの例としては、アセトニトリルを挙げることができる。   Examples of monohydric alcohols include methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol. Examples of ketones include acetone, ethyl methyl ketone, and diethyl ketone. An example of a nitrile is acetonitrile.

エステルの例としては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピルを挙げることができる。鎖状炭酸エステルの例としては、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートを挙げることができる。   Examples of esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and propyl propionate. Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate.

鎖状エーテルおよび環状エーテルは、炭素原子数が6以下であることが好ましい。酸素原子数は1個以上3個以下であることが好ましい。鎖状エーテルおよび環状エーテルの炭素原子同士は飽和結合していることが好ましい。鎖状エーテルおよび環状エーテルの水素原子は、フッ素で置換されていてもよい。環状エーテルは、三員環から六員環であることが好ましい。鎖状エーテルの例としては、オキセタン、1,2−ジメトキシエタン、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、ブチルメチルエーテル、ジプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソペンチルエーテルを挙げることができる。環状エーテルの例としては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキサン、1,1,2,2−テトラフルオロエチル2,2,3,3−テトラフルオロプロピルエーテルを挙げることができる。   The chain ether and cyclic ether preferably have 6 or less carbon atoms. The number of oxygen atoms is preferably 1 or more and 3 or less. The carbon atoms of the chain ether and the cyclic ether are preferably saturated bonds. The hydrogen atom of the chain ether and the cyclic ether may be substituted with fluorine. The cyclic ether is preferably a 3-membered ring to a 6-membered ring. Examples of chain ethers include oxetane, 1,2-dimethoxyethane, dimethyl ether, methyl ethyl ether, diethyl ether, butyl methyl ether, dipropyl ether, cyclopentyl methyl ether, dibutyl ether, and diisopentyl ether. . Examples of cyclic ethers include tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl 2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether. Can do.

高蒸気圧溶媒は、鎖状エーテルおよび環状エーテルであることが好ましく、ジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテルなどの鎖状エーテルであることが特に好ましい。これらの溶媒を使用することによって、さらに好適に高いレート特性を実現することができる。   The high vapor pressure solvent is preferably a chain ether or a cyclic ether, and particularly preferably a chain ether such as dimethyl ether, ethyl methyl ether, or diethyl ether. By using these solvents, high rate characteristics can be realized more suitably.

(電解液の調製方法)
本実施形態の電解液は、例えば、リチウムイミド塩と常温溶融塩を混合し、次いで得られた混合物に高蒸気圧溶媒を加えて、混合することによって調製することができる。高蒸気圧溶媒は液体の状態で加えてもよいし、気体の状態で加えてもよい。得られた電解液の組成は、ガスクロマトグラフィを用いて測定することができる。
(Method for preparing electrolyte)
The electrolyte solution of this embodiment can be prepared, for example, by mixing a lithium imide salt and a room temperature molten salt, and then adding and mixing a high vapor pressure solvent to the obtained mixture. The high vapor pressure solvent may be added in a liquid state or in a gaseous state. The composition of the obtained electrolytic solution can be measured using gas chromatography.

「負極」
負極30は、負極集電体32と、負極集電体32の上に設けられた負極活物質層34とを有する。
"Negative electrode"
The negative electrode 30 includes a negative electrode current collector 32 and a negative electrode active material layer 34 provided on the negative electrode current collector 32.

(負極集電体)
負極集電体32は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。
(Negative electrode current collector)
The negative electrode current collector 32 may be a conductive plate material, and for example, a thin metal plate of aluminum, copper, or nickel foil can be used.

(負極活物質層)
負極活物質層34は、負極活物質と負極バインダーとを有し、必要に応じて負極導電材を有する。
(Negative electrode active material layer)
The negative electrode active material layer 34 includes a negative electrode active material and a negative electrode binder, and optionally includes a negative electrode conductive material.

(負極活物質)
負極活物質の材料としては、公知のリチウムイオン二次電池用の負極活物質として利用されている各種の材料を使用できる。負極活物質の材料の例としては、例えば、炭素材料、ケイ素、SiOx(0<x<2)で表されるケイ素酸化物などのケイ素含有化合物、金属リチウム、リチウムと合金を形成する金属およびこれらの合金、二酸化スズ等の酸化物を主体とする非晶質の化合物、チタン酸リチウム(LiTi12)を挙げることができる。炭素材料の例としては、黒鉛(天然黒鉛、人造黒鉛)、カーボンナノチューブ、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素、低温度焼成炭素などを挙げることができる。金属リチウムと合金を形成する金属の例としては、アルミニウム、シリコン、スズなどを挙げることができる。
(Negative electrode active material)
As the material for the negative electrode active material, various materials that are used as negative electrode active materials for known lithium ion secondary batteries can be used. Examples of the negative electrode active material include, for example, carbon materials, silicon, silicon-containing compounds such as silicon oxide represented by SiOx (0 <x <2), metal lithium, metal that forms an alloy with lithium, and these And an amorphous compound mainly composed of an oxide such as tin dioxide and lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ). Examples of the carbon material include graphite (natural graphite, artificial graphite), carbon nanotube, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, low-temperature calcined carbon, and the like. Examples of the metal that forms an alloy with metallic lithium include aluminum, silicon, and tin.

(負極導電材)
導電材としては、例えば、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。これらの中でも、アセチレンブラックやエチレンブラック等のカーボン粉末が特に好ましい。負極活物質36のみで十分な導電性を確保できる場合は、リチウムイオン二次電池100は導電材を含んでいなくてもよい。
(Negative electrode conductive material)
Examples of the conductive material include carbon powder such as carbon black, carbon nanotube, carbon material, fine metal powder such as copper, nickel, stainless steel and iron, a mixture of carbon material and fine metal powder, and conductive oxide such as ITO. It is done. Among these, carbon powders such as acetylene black and ethylene black are particularly preferable. In the case where sufficient conductivity can be ensured with only the negative electrode active material 36, the lithium ion secondary battery 100 may not include a conductive material.

(負極バインダー)
バインダーは、活物質同士を結合すると共に、活物質と負極集電体32とを結合する。バインダーは、上述の結合が可能なものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)、ポリクロロトリフルオロエチレン(PCTFE)、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)等のフッ素樹脂が挙げられる。
(Negative electrode binder)
The binder bonds the active materials to each other and bonds the active material to the negative electrode current collector 32. The binder is not particularly limited as long as the above-described bonding is possible. For example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene- Perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE), polychlorotrifluoroethylene (PCTFE), ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), polyvinyl fluoride (PVF) ) And the like.

また、上記の他に、バインダーとして、例えば、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−HFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF−PFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−ペンタフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFP−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−パーフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−PFMVE−TFE系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド−クロロトリフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF−CTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴムを用いてもよい。   In addition to the above, as the binder, for example, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-based fluororubber (VDF-HFP-based fluororubber), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubber (VDF-HFP-) TFE fluorine rubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene fluorine rubber (VDF-PFP fluorine rubber), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene-tetrafluoroethylene fluorine rubber (VDF-PFP-TFE fluorine rubber), Vinylidene fluoride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene fluoro rubber (VDF-PFMVE-TFE fluoro rubber), vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene fluoro rubber The containing rubbers (VDF-CTFE-based fluorine rubber) vinylidene fluoride-based fluorine rubbers such as may be used.

また、バインダーとして電子伝導性の導電性高分子やイオン伝導性の導電性高分子を用いてもよい。電子伝導性の導電性高分子としては、例えば、ポリアセチレン等が挙げられる。この場合は、バインダーが導電材の機能も発揮するので導電材を添加しなくてもよい。イオン伝導性の導電性高分子としては、例えば、高分子化合物(ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系高分子化合物、ポリフォスファゼン等)のモノマーと、リチウムイミド塩、LiClO、LiBF、LiPF等のリチウム塩又はリチウムを主体とするアルカリ金属塩と、を複合化させたもの等が挙げられる。複合化に使用する重合開始剤としては、例えば、上記のモノマーに適合する光重合開始剤または熱重合開始剤が挙げられる。 Alternatively, an electron conductive conductive polymer or an ion conductive conductive polymer may be used as the binder. Examples of the electron conductive conductive polymer include polyacetylene. In this case, since the binder also functions as a conductive material, it is not necessary to add a conductive material. Examples of ion-conductive conductive polymers include monomers of polymer compounds (polyether-based polymer compounds such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, polyphosphazenes, etc.), lithium imide salts, LiClO 4 , LiBF 4 , Examples thereof include a composite of a lithium salt such as LiPF 6 or an alkali metal salt mainly composed of lithium. Examples of the polymerization initiator used for the combination include a photopolymerization initiator or a thermal polymerization initiator that is compatible with the above-described monomer.

またこの他に、バインダーとして、例えば、セルロース、スチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂等を用いてもよい。   In addition, for example, cellulose, styrene / butadiene rubber, ethylene / propylene rubber, polyimide resin, polyamideimide resin, acrylic resin, or the like may be used as the binder.

負極活物質層34中の負極活物質36、導電材及びバインダーの含有量は特に限定されない。負極活物質層34における負極活物質36の構成比率は、質量比で90%以上98%以下であることが好ましい。また負極活物質層34における導電材の構成比率は、質量比で0%以上3.0%以下であることが好ましく、負極活物質層34におけるバインダーの構成比率は、質量比で2.0%以上5.0%以下であることが好ましい。   The contents of the negative electrode active material 36, the conductive material, and the binder in the negative electrode active material layer 34 are not particularly limited. The constituent ratio of the negative electrode active material 36 in the negative electrode active material layer 34 is preferably 90% or more and 98% or less by mass ratio. The constituent ratio of the conductive material in the negative electrode active material layer 34 is preferably 0% or more and 3.0% or less in terms of mass ratio, and the constituent ratio of the binder in the negative electrode active material layer 34 is 2.0% by mass ratio. It is preferably 5.0% or less.

負極活物質とバインダーの含有量を上記範囲とすることにより、バインダーの量が少なすぎて強固な負極活物質層を形成できなくなることを防ぐことができる。また、電気容量に寄与しないバインダーの量が多くなり、十分な体積エネルギー密度を得ることが困難となる傾向も抑制できる。   By making content of a negative electrode active material and a binder into the said range, it can prevent that the quantity of a binder is too small and it becomes impossible to form a strong negative electrode active material layer. In addition, the amount of the binder that does not contribute to the electric capacity increases, and the tendency that it is difficult to obtain a sufficient volume energy density can be suppressed.

なお、負極活物質層34を設ける代わりに、充電時は負極集電体32の表面にリチウムイオンを金属リチウムとして析出させ、放電時に析出した金属リチウムをリチウムイオンとして溶解させる構成としてもよい。この場合は、負極活物質層34が不要となるので、電池の体積エネルギー密度を向上させることができる。負極集電体32としては、銅箔を用いることができる。   Instead of providing the negative electrode active material layer 34, lithium ions may be deposited as metallic lithium on the surface of the negative electrode current collector 32 during charging, and the metallic lithium deposited during discharging may be dissolved as lithium ions. In this case, since the negative electrode active material layer 34 is not necessary, the volume energy density of the battery can be improved. A copper foil can be used as the negative electrode current collector 32.

「正極」
正極20は、正極集電体22と、正極集電体22の上に設けられた正極活物質層24とを有する。正極活物質層24は、目付量が一般に13mg/cm以上であり、好ましくは20mg/cm以上である。目付量とは、単位面積当たりの正極集電体22の表面に担持された正極活物質層24の質量を意味する。従って、目付量が多いと、単位面積当たりの正極活物質の量が増えるので、電池の容量は大きくなり、同じ容量となるセル同士を比較した場合には、セルのエネルギー密度を向上させることができる。ただし、目付量が多くなりすぎて、正極活物質層24の厚さが厚くなりすぎると、電解液が正極活物質層24に含浸されずに、正極活物質として作用する領域が少なくなるおそれがあるため、目付量は30mg/cm以下であることが好ましい。
"Positive electrode"
The positive electrode 20 includes a positive electrode current collector 22 and a positive electrode active material layer 24 provided on the positive electrode current collector 22. The positive electrode active material layer 24 generally has a basis weight of 13 mg / cm 2 or more, preferably 20 mg / cm 2 or more. The basis weight means the mass of the positive electrode active material layer 24 supported on the surface of the positive electrode current collector 22 per unit area. Accordingly, when the basis weight is large, the amount of the positive electrode active material per unit area increases, so that the capacity of the battery increases, and when the cells having the same capacity are compared with each other, the energy density of the cell can be improved. it can. However, if the weight per unit area becomes too large and the thickness of the positive electrode active material layer 24 becomes too thick, there is a possibility that the region that acts as the positive electrode active material is reduced without the electrolyte solution being impregnated in the positive electrode active material layer 24. Therefore, the basis weight is preferably 30 mg / cm 2 or less.

(正極集電体)
正極集電体22は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル箔の金属薄板を用いることができる。これらの中でも、重量が軽いアルミニウムの金属薄板が好ましい。
(Positive electrode current collector)
The positive electrode current collector 22 may be a conductive plate material, and for example, a thin metal plate of aluminum, copper, or nickel foil can be used. Among these, a lightweight aluminum metal thin plate is preferable.

(正極活物質層)
正極活物質層24に用いる正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵及び放出、リチウムイオンの脱離及び挿入(インターカレーション)、又は、リチウムイオンとリチウムイオンのカウンターアニオン(例えば、PF6−)とのドープ及び脱ドープを可逆的に進行させることが可能な電極活物質を用いることができる。
(Positive electrode active material layer)
The positive electrode active material used for the positive electrode active material layer 24 includes lithium ion occlusion and release, lithium ion desorption and insertion (intercalation), or counter ions (for example, PF 6− ) of lithium ions and lithium ions. An electrode active material capable of reversibly proceeding doping and dedoping can be used.

例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、マンガン酸リチウム(LiMnO)、リチウムマンガンスピネル(LiMn)、及び、一般式:LiNiCoMn(x+y+z+a=1、0≦x<1、0≦y<1、0≦z<1、0≦a<1、MはAl、Mg、Nb、Ti、Cu、Zn、Crより選ばれる1種類以上の元素)で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物(LiV)、オリビン型LiMPO(ただし、Mは、Co、Ni、Mn、Fe、Mg、Nb、Ti、Al、Zrより選ばれる1種類以上の元素又はVOを示す)、チタン酸リチウム(LiTi12)、LiNiCoAl(0.9<x+y+z<1.1)等の複合金属酸化物、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセンなどが挙げられる。 For example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2), lithium nickelate (LiNiO 2), lithium manganate (LiMnO 2), lithium manganese spinel (LiMn 2 O 4), and the general formula: LiNi x Co y Mn z M a O 2 (x + y + z + a = 1, 0 ≦ x <1, 0 ≦ y <1, 0 ≦ z <1, 0 ≦ a <1, M is one type selected from Al, Mg, Nb, Ti, Cu, Zn, Cr Complex metal oxides represented by the above elements), lithium vanadium compounds (LiV 2 O 5 ), olivine-type LiMPO 4 (where M is Co, Ni, Mn, Fe, Mg, Nb, Ti, Al, Zr) One or more elements or VO selected from the above, lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), LiNi x Co y Al z O 2 (0.9 <x + y + z < 1.1) and the like, and polyacetylene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacene and the like.

また、正極活物質として、リチウム非含有の材料、例えば、FeF、有機導電性物質を含む共役系ポリマー、シェブレル相化合物、遷移金属カルコゲン化物、バナジウム酸化物、ニオブ酸化物を用いることができる。これらのリチウム非含有の材料は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。放出可能なリチウムを含まないリチウム非含有の正極活物質を用いる場合には、負極活物質として金属リチウムまたはリチウム合金を用いて、最初に放電を行うことで正極活物質にリチウムが挿入され、充放電可能な電池となる。また、これらリチウム非含有の正極活物質は、金属リチウムなどを用いて化学的にリチウムを挿入してもよいし、電気化学的にリチウムを挿入(プレドープ)してもよい。 As the positive electrode active material, a lithium-free material such as FeF 3 , a conjugated polymer containing an organic conductive material, a chevrel phase compound, a transition metal chalcogenide, vanadium oxide, or niobium oxide can be used. These lithium-free materials may be used alone or in combination of two or more. In the case of using a positive electrode active material that does not contain releasable lithium and does not contain lithium, lithium is inserted into the positive electrode active material by first performing discharge using metallic lithium or a lithium alloy as the negative electrode active material. The battery can be discharged. These lithium-free positive electrode active materials may be chemically inserted with lithium using metal lithium or the like, or electrochemically inserted (pre-doped) with lithium.

(導電材)
導電材は、例えば、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。正極活物質のみで十分な導電性を確保できる場合は、リチウムイオン二次電池100は導電材を含んでいなくてもよい
(Conductive material)
Examples of the conductive material include carbon powder such as carbon black, carbon nanotube, carbon material, fine metal powder such as copper, nickel, stainless steel and iron, a mixture of carbon material and fine metal powder, and conductive oxide such as ITO. . When sufficient conductivity can be ensured with only the positive electrode active material, the lithium ion secondary battery 100 may not include a conductive material.

(正極バインダー)
正極に用いるバインダーは負極と同様のものを使用できる。
(Positive electrode binder)
The binder used for the positive electrode can be the same as that for the negative electrode.

「外装体」
外装体50は、その内部に積層体40及び電解液を密封するものである。外装体50は、電解液の外部への漏出や、外部からのリチウムイオン二次電池100内部への水分等の侵入等を抑止できる物であれば特に限定されない。
"Exterior body"
The exterior body 50 seals the laminated body 40 and the electrolytic solution therein. The outer package 50 is not particularly limited as long as it can prevent leakage of the electrolytic solution to the outside and entry of moisture and the like into the lithium ion secondary battery 100 from the outside.

例えば、外装体50として、図1に示すように、金属箔52を高分子膜54で両側からコーティングした金属ラミネートフィルムを利用できる。金属箔52としては例えばアルミ箔を、高分子膜54としてはポリプロピレン等の膜を利用できる。例えば、外側の高分子膜54の材料としては融点の高い高分子、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド等が好ましく、内側の高分子膜54の材料としてはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等が好ましい。   For example, as the outer package 50, as shown in FIG. 1, a metal laminate film in which a metal foil 52 is coated with a polymer film 54 from both sides can be used. For example, an aluminum foil can be used as the metal foil 52 and a film such as polypropylene can be used as the polymer film 54. For example, the material of the outer polymer film 54 is preferably a polymer having a high melting point, such as polyethylene terephthalate (PET) or polyamide, and the material of the inner polymer film 54 is polyethylene (PE) or polypropylene (PP). Etc. are preferred.

「リード」
リード60、62は、アルミ等の導電材料から形成されている。そして、公知の方法により、リード60、62を正極集電体22、負極集電体32にそれぞれ溶接し、正極20の正極活物質層24と負極30の負極活物質層34との間にセパレータ10を挟んだ状態で、電解液と共に外装体50内に挿入し、外装体50の入り口をシールする。
"Lead"
The leads 60 and 62 are made of a conductive material such as aluminum. Then, the leads 60 and 62 are respectively welded to the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32 by a known method, and a separator is provided between the positive electrode active material layer 24 of the positive electrode 20 and the negative electrode active material layer 34 of the negative electrode 30. 10 is inserted into the exterior body 50 together with the electrolyte, and the entrance of the exterior body 50 is sealed.

「リード」
リード60、62は、アルミ等の導電材料から形成されている。そして、公知の方法により、リード60、62を正極集電体22、負極集電体32にそれぞれ溶接し、正極20の正極活物質層24と負極30の負極活物質層34との間にセパレータ10を挟んだ状態で、電解液と共に外装体50内に挿入し、外装体50の入り口をシールする。
"Lead"
The leads 60 and 62 are made of a conductive material such as aluminum. Then, the leads 60 and 62 are respectively welded to the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32 by a known method, and a separator is provided between the positive electrode active material layer 24 of the positive electrode 20 and the negative electrode active material layer 34 of the negative electrode 30. 10 is inserted into the exterior body 50 together with the electrolyte, and the entrance of the exterior body 50 is sealed.

[リチウムイオン二次電池の製造方法]
次に、リチウムイオン二次電池100を製造する方法について具体的に説明する。
[Method for producing lithium ion secondary battery]
Next, a method for manufacturing the lithium ion secondary battery 100 will be specifically described.

まず、負極活物質、バインダー及び溶媒を混合して塗料を作製する。必要に応じ導電材を更に加えても良い。溶媒としては例えば、水、N−メチル−2−ピロリドン等を用いることができる。負極活物質、導電材、バインダーの構成比率は、質量比で90wt%〜98wt%:0wt%〜3.0wt%:2.0wt%〜5.0wt%であることが好ましい。これらの質量比は、全体で100wt%となるように調整される。   First, a negative electrode active material, a binder, and a solvent are mixed to prepare a paint. A conductive material may be further added as necessary. As the solvent, for example, water, N-methyl-2-pyrrolidone or the like can be used. The constituent ratio of the negative electrode active material, the conductive material, and the binder is preferably 90 wt% to 98 wt%: 0 wt% to 3.0 wt%: 2.0 wt% to 5.0 wt% in mass ratio. These mass ratios are adjusted so as to be 100 wt% as a whole.

塗料を構成するこれらの成分の混合方法は特に制限されず、混合順序もまた特に制限されない。上記塗料を、負極集電体32に塗布する。塗布方法としては、特に制限はなく、通常電極を作製する場合に採用される方法を用いることができる。例えば、スリットダイコート法、ドクターブレード法が挙げられる。正極についても、同様に正極集電体22上に正極用の塗料を塗布する。   The mixing method of these components constituting the paint is not particularly limited, and the mixing order is not particularly limited. The paint is applied to the negative electrode current collector 32. There is no restriction | limiting in particular as an application | coating method, The method employ | adopted when producing an electrode normally can be used. Examples thereof include a slit die coating method and a doctor blade method. Similarly, the positive electrode paint is applied on the positive electrode current collector 22 for the positive electrode.

続いて、正極集電体22及び負極集電体32上に塗布された塗料中の溶媒を除去する。除去方法は特に限定されない。例えば、塗料が塗布された正極集電体22及び負極集電体32を、80℃〜150℃の雰囲気下で乾燥させればよい。   Subsequently, the solvent in the paint applied on the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32 is removed. The removal method is not particularly limited. For example, the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32 to which the paint is applied may be dried in an atmosphere of 80 ° C. to 150 ° C.

そして、このようにして正極活物質層24、負極活物質層34が形成された電極を必要に応じ、ロールプレス装置等によりプレス処理を行う。   Then, the electrode on which the positive electrode active material layer 24 and the negative electrode active material layer 34 are formed in this way is subjected to a press treatment by a roll press device or the like as necessary.

次いで、正極活物質層24を有する正極20と、負極活物質層34を有する負極30と、正極と負極との間に介在するセパレータ10と、電解液と、を外装体50内に封入する。   Next, the positive electrode 20 having the positive electrode active material layer 24, the negative electrode 30 having the negative electrode active material layer 34, the separator 10 interposed between the positive electrode and the negative electrode, and the electrolytic solution are sealed in the outer package 50.

例えば、正極20と、負極30と、セパレータ10とを積層し、正極20及び負極30を、積層方向に対して垂直な方向から、プレス器具で加熱加圧し、正極20、セパレータ10、及び負極30を密着させる。そして、例えば、予め作製した袋状の外装体50に、積層体40を入れる。   For example, the positive electrode 20, the negative electrode 30, and the separator 10 are stacked, and the positive electrode 20 and the negative electrode 30 are heated and pressed with a press tool from a direction perpendicular to the stacking direction, and the positive electrode 20, the separator 10, and the negative electrode 30. Adhere. And the laminated body 40 is put into the bag-shaped exterior body 50 produced previously, for example.

最後に電解液を外装体50内に注入することにより、リチウムイオン二次電池が作製される。なお、外装体に電解液を注入するのではなく、積層体40を電解液に含浸させてもよい。   Finally, the lithium ion secondary battery is produced by injecting the electrolytic solution into the outer package 50. Instead of injecting the electrolyte into the exterior body, the laminate 40 may be impregnated with the electrolyte.

上述のように、本実施形態にかかるリチウムイオン二次電池用電解液は、常温溶融塩を含みながらも、正極、負極、セパレータに含浸させ易い。このため、このリチウムイオン二次電池用電解液を用いたリチウムイオン二次電池は、初期容量が向上する。   As described above, the electrolyte for a lithium ion secondary battery according to the present embodiment is easily impregnated in the positive electrode, the negative electrode, and the separator while containing the room temperature molten salt. For this reason, the initial capacity of the lithium ion secondary battery using the electrolytic solution for a lithium ion secondary battery is improved.

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、及びその他の変更が可能である。   The embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings. However, the configurations and combinations of the embodiments in the embodiments are examples, and the addition and the omission of the configurations are within the scope not departing from the gist of the present invention. , Substitutions, and other changes are possible.

[実施例1]
(電解液の調製)
リチウムイミド塩として、LiFSI(リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド)と、カチオン成分としてP13(N−メチル−N−プロピルピロリジニウム)を、アニオン成分としてFSI(ビス(フルオロスルホニル)イミド)を含む常温溶融塩とを、モル比で1:4の割合で秤量し、これらを混合した。得られた混合物90質量部に対して高蒸気圧溶媒としてエタノールを10質量部加えて、混合してエタノール含有量が10質量%の電解液を調製した。電解液の組成を下記の表1に示す。
[Example 1]
(Preparation of electrolyte)
Normal temperature containing LiFSI (lithium bis (fluorosulfonyl) imide) as a lithium imide salt, P13 (N-methyl-N-propylpyrrolidinium) as a cation component, and FSI (bis (fluorosulfonyl) imide) as an anion component The molten salt was weighed at a molar ratio of 1: 4 and mixed. To 90 parts by mass of the obtained mixture, 10 parts by mass of ethanol as a high vapor pressure solvent was added and mixed to prepare an electrolyte solution having an ethanol content of 10% by mass. The composition of the electrolytic solution is shown in Table 1 below.

(正極の作製)
正極活物質としてNCA(組成:LiNi0.80Co0.15Al0.05)を97質量部、導電助剤としてアセチレンブラックを1質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を2質量部、及びN−メチル−2−ピロリドン70質量部を混合し、正極活物質層形成用の塗料を調製した。調製した正極合剤塗料を、アルミニウム箔(厚さ:12μm)に、正極活物質の目付量が15mg/cmとなるように塗布し、次いで100℃で乾燥して正極活物質層を形成した。形成した正極活物質をロールプレスにより加圧処理した。こうして、正極を作製した。
(Preparation of positive electrode)
97 parts by mass of NCA (composition: LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ) as the positive electrode active material, 1 part by mass of acetylene black as the conductive auxiliary agent, and 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) as the binder Part and 70 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone were mixed to prepare a coating material for forming a positive electrode active material layer. The prepared positive electrode mixture paint was applied to an aluminum foil (thickness: 12 μm) so that the basis weight of the positive electrode active material was 15 mg / cm 2, and then dried at 100 ° C. to form a positive electrode active material layer. . The formed positive electrode active material was subjected to pressure treatment by a roll press. In this way, a positive electrode was produced.

(負極の作製)
負極活物質としてグラファイトを97質量部、導電助剤としてアセチレンブラックを1質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を2質量部、及びN−メチル−2−ピロリドン70質量部を混合し、負極活物質層形成用の塗料を調製した。調製した負極合剤塗料を、銅箔(厚さ:8μm)に、負極活物質の目付量が9mg/cmとなるように塗布し、次いで100℃で乾燥して負極活物質層を形成した。形成した負極活物質層をロールプレスにより加圧成形処理した。こうして、負極を作製した。
(Preparation of negative electrode)
97 parts by mass of graphite as a negative electrode active material, 1 part by mass of acetylene black as a conductive auxiliary agent, 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and 70 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone are mixed together. A paint for forming an active material layer was prepared. The prepared negative electrode mixture paint was applied to a copper foil (thickness: 8 μm) so that the negative electrode active material weight was 9 mg / cm 2, and then dried at 100 ° C. to form a negative electrode active material layer. . The formed negative electrode active material layer was pressure-molded by a roll press. In this way, a negative electrode was produced.

(リチウムイオン二次電池の作製)
上記の正極と負極とを、正極活物質層と負極活物質層とが互いに対向するように、セパレータ(多孔質ポリエチレンシート)を介して積層して積層体を得た。上記積層体の負極において、負極活物質層を設けていない銅箔の突起端部にニッケル製の負極リードを取り付け、一方、積層体の正極においては、正極活物質層を設けていないアルミニウム箔の突起端部にアルミニウム製の正極リードを超音波溶接機によって取り付けた。この積層体を、アルミラミネートフィルムの外装体内に挿入して周囲の1箇所を除いてヒートシールすることにより閉口部を形成した。そして、最後に、外装体内に上記電解液を注入した後に、残りの1箇所を真空シール機によって減圧しながらヒートシールで密封して、リチウムイオン二次電池を作製した。なお、リチウムイオン二次電池は、電解液組成分析用と充放電特性評価用の2個作製した。電解液組成分析用のリチウムイオン二次電池から電解液を採取した。次いで、採取した電解液の組成を、ガスクロマトグラフィを用いて分析した結果、電解液中のエタノールの含有量は電解液調製時の含有量(10質量%)と同じであることが確認された。
(Production of lithium ion secondary battery)
The above positive electrode and negative electrode were laminated through a separator (porous polyethylene sheet) so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer were opposed to each other to obtain a laminate. In the negative electrode of the laminate, a negative electrode lead made of nickel is attached to the protruding end portion of the copper foil not provided with the negative electrode active material layer. On the other hand, in the positive electrode of the laminate, the aluminum foil without the positive electrode active material layer is provided. A positive electrode lead made of aluminum was attached to the end of the protrusion with an ultrasonic welding machine. The laminated body was inserted into the outer body of the aluminum laminate film and heat sealed except for one peripheral portion to form a closed portion. And finally, after inject | pouring the said electrolyte solution into an exterior body, the remaining one place was sealed with the heat seal, reducing pressure with a vacuum sealer, and the lithium ion secondary battery was produced. Two lithium ion secondary batteries were prepared for analyzing the electrolyte composition and evaluating the charge / discharge characteristics. An electrolyte solution was collected from a lithium ion secondary battery for analyzing the electrolyte composition. Next, as a result of analyzing the composition of the collected electrolyte using gas chromatography, it was confirmed that the content of ethanol in the electrolyte was the same as the content (10% by mass) at the time of preparing the electrolyte.

作製したリチウムイオン二次電池の電解液の組成を表1に示す。正極および負極の活物質の材料と目付量を表2に示す。   Table 1 shows the composition of the electrolyte solution of the produced lithium ion secondary battery. Table 2 shows materials and basis weights of the positive electrode and negative electrode active materials.

(0.2C−初期放電容量)
作製したリチウムイオン二次電池について、0.2C(5時間で満充電となる電流密度=正極活物質1cm当たり0.6mA)の定電流密度で、4.4Vまで定電流充電した。その後、0.2Cの定電流密度で3.0Vまで放電し、その放電量を初期放電容量とした。得られた初期放電容量(mAh)を、正極活物質の質量当たりの放電容量(mAh/g)に換算した。その結果を表2に示す。
(0.2C-initial discharge capacity)
The manufactured lithium ion secondary battery was charged at a constant current of up to 4.4 V at a constant current density of 0.2 C (current density that becomes fully charged in 5 hours = 0.6 mA per 1 cm 2 of the positive electrode active material). Then, it discharged to 3.0V with the constant current density of 0.2C, and let the amount of discharge be the initial stage discharge capacity. The obtained initial discharge capacity (mAh) was converted into a discharge capacity (mAh / g) per mass of the positive electrode active material. The results are shown in Table 2.

[実施例2〜30、比較例1〜6]
電解液のリチウムイミド塩の材料、常温溶融塩のカチオン成分もしくはアニオン成分、リチウムイミド塩と常温溶融塩の混合比、高蒸気圧溶媒の材料、高蒸気圧溶媒の濃度を、それぞれ下記表1に示すようにしたこと、正極の正極活物質および負極の負極活物質の目付量を下記表2に示すようにしたこと以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。なお、実施例23、28で高蒸気圧溶媒として用いたジメチルエーテルおよび実施例24、29で高蒸気圧溶媒として用いたエチルメチルエーテルは室温で気体であるため、リチウムイミド塩と常温溶融塩の混合物を撹拌しながら、その混合物に高蒸気圧溶媒の気体をバブリングさせることで、電解液を調製した。
[Examples 2 to 30, Comparative Examples 1 to 6]
Table 1 shows the lithium imide salt material of the electrolyte, the cation or anion component of the room temperature molten salt, the mixing ratio of the lithium imide salt and the room temperature molten salt, the material of the high vapor pressure solvent, and the concentration of the high vapor pressure solvent, respectively. A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the amount of the positive electrode active material of the positive electrode and the weight of the negative electrode active material of the negative electrode were as shown in Table 2 below. Since dimethyl ether used as a high vapor pressure solvent in Examples 23 and 28 and ethyl methyl ether used as a high vapor pressure solvent in Examples 24 and 29 are gases at room temperature, a mixture of a lithium imide salt and a normal temperature molten salt is used. The electrolyte solution was prepared by bubbling a gas of a high vapor pressure solvent into the mixture while stirring.

表1中、リチウムイミド塩の「LiTFSI」はリチウムビス(トリフルオロスルホニル)イミド、「LiBETI」はリチウムビス(ペンタルフルオロエタンスルホニル)イミドである。常温溶融塩のカチオン成分の「P14」はN−ブチル−N−メチルピロリジニウム、「PP13」はN−メチル−N−プロピルピペリジニウム、「TMPA」はトリメチルプロピルアンモニウム、「P222(201)」はトリエチルメトキシエチルホスホニウムである。常温溶融塩のアニオン成分の「TFSI」は、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、「BETI」はビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドである。   In Table 1, “LiTFSI” of the lithium imide salt is lithium bis (trifluorosulfonyl) imide, and “LiBETI” is lithium bis (pentalfluoroethanesulfonyl) imide. “P14” of the cation component of the ambient temperature molten salt is N-butyl-N-methylpyrrolidinium, “PP13” is N-methyl-N-propylpiperidinium, “TMPA” is trimethylpropylammonium, “P222 (201) "Is triethylmethoxyethylphosphonium. “TFSI” of the anion component of the ambient temperature molten salt is bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, and “BETI” is bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide.

作製したリチウムイオン二次電池について、実施例1と同様に電解液を採取し、採取した電解液の組成を分析した。その結果、いずれのリチウムイオン二次電池においても電解液中の高蒸気圧溶媒の含有量は電解液調製時と同じであることが確認された。
また、作製したリチウムイオン二次電池について、実施例1と同様に0.2C−初期放電容量を測定した。
About the produced lithium ion secondary battery, the electrolyte solution was extract | collected similarly to Example 1, and the composition of the extract | collected electrolyte solution was analyzed. As a result, in any lithium ion secondary battery, it was confirmed that the content of the high vapor pressure solvent in the electrolytic solution was the same as that at the time of preparing the electrolytic solution.
Moreover, about the produced lithium ion secondary battery, it carried out similarly to Example 1, and measured 0.2C- initial stage discharge capacity.

Figure 2018170271
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Figure 2018170271
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表1の結果から、20℃における蒸気圧が1kPa以上の高蒸気圧溶媒を本発明の範囲で含む電解液を用いた実施例1〜30のリチウムイオン二次電池は、0.2Cでの初期放電容量がいずれも高い値を示すことがわかる。これに対して、高蒸気圧溶媒を含まない電解液を用いた比較例1のリチウムイオン二次電池は、0.2Cでは充放電できなかった。20℃における蒸気圧が1kPa未満の有機溶媒を含む電解液を用いた比較例2〜4、6のリチウムイオン二次電池は、0.2Cでの初期放電容量がいずれも低くなった。また、20℃における蒸気圧が1kPa以上の高蒸気圧溶媒を本発明の範囲を超える量で含む電解液を用いた比較例5のリチウムイオン二次電池についても0.2Cでの初期放電容量が低くなった。   From the results shown in Table 1, the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 30 using an electrolytic solution containing a high vapor pressure solvent having a vapor pressure of 1 kPa or higher at 20 ° C. within the scope of the present invention are the initial values at 0.2C. It can be seen that the discharge capacities are all high. On the other hand, the lithium ion secondary battery of Comparative Example 1 using an electrolytic solution not containing a high vapor pressure solvent could not be charged / discharged at 0.2C. The lithium ion secondary batteries of Comparative Examples 2 to 4 and 6 using an electrolytic solution containing an organic solvent having a vapor pressure of less than 1 kPa at 20 ° C. all had low initial discharge capacities at 0.2C. Also, the lithium ion secondary battery of Comparative Example 5 using an electrolytic solution containing a high vapor pressure solvent having a vapor pressure of 1 kPa or higher at 20 ° C. exceeding the range of the present invention also has an initial discharge capacity at 0.2 C. It became low.

また、実施例28〜30は、正極活物質の目付量が22mg/cmと多い(すなわち、正極活物質層の厚さが厚い)が、0.2Cでの初期放電容量は高い値を示す。これは、電解液が正極活物質層に浸み込み易いためである。これに対して、比較例6は、比較例3と比較すると、正極活物質の目付量が22mg/cmと多い点で相違するが、0.2Cでの初期放電容量が顕著に低減していることがわかる。これは、電解液が正極活物質層に浸み込みにくいため、正極活物質層が厚くなると正極活物質として作用する領域が少なくなるためである。 In Examples 28 to 30, the basis weight of the positive electrode active material is as large as 22 mg / cm 2 (that is, the thickness of the positive electrode active material layer is thick), but the initial discharge capacity at 0.2 C shows a high value. . This is because the electrolytic solution easily penetrates into the positive electrode active material layer. In contrast, Comparative Example 6 is different from Comparative Example 3 in that the weight of the positive electrode active material is as large as 22 mg / cm 2 , but the initial discharge capacity at 0.2 C is significantly reduced. I understand that. This is because the electrolytic solution hardly penetrates into the positive electrode active material layer, so that the region that acts as the positive electrode active material decreases when the positive electrode active material layer becomes thick.

[実施例31〜50]
電解液のリチウムイミド塩の材料、常温溶融塩のカチオン成分もしくはアニオン成分、リチウムイミド塩と常温溶融塩の混合比、高蒸気圧溶媒の材料、高蒸気圧溶媒の濃度を、それぞれ下記表3に示すようにしたこと、正極の正極活物質の目付量、負極活物質の材料を、それぞれ下記表4に示すようにしたこと以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。なお、実施例48〜50では、リチウムイミド塩として、LiFSIとLiTFSIとをモル比で0.6:0.4の割合で混合した混合物を用いた。
[Examples 31 to 50]
Table 3 shows the lithium imide salt material of the electrolyte, the cation or anion component of the room temperature molten salt, the mixing ratio of the lithium imide salt and the room temperature molten salt, the material of the high vapor pressure solvent, and the concentration of the high vapor pressure solvent, respectively. A lithium ion secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that the positive electrode active material weight of the positive electrode and the material of the negative electrode active material were as shown in Table 4 below. . In Examples 48 to 50, a mixture in which LiFSI and LiTFSI were mixed at a molar ratio of 0.6: 0.4 was used as the lithium imide salt.

作製したリチウムイオン二次電池について、実施例1と同様に電解液を採取し、採取した電解液の組成を分析した。その結果、いずれのリチウムイオン二次電池においても電解液中の高蒸気圧溶媒の含有量は電解液調製時と同じであることが確認された。
また、作製したリチウムイオン二次電池について、実施例1と同様に0.2C−初期放電容量を測定した。その結果を、表4に示す。
About the produced lithium ion secondary battery, the electrolyte solution was extract | collected similarly to Example 1, and the composition of the extract | collected electrolyte solution was analyzed. As a result, in any lithium ion secondary battery, it was confirmed that the content of the high vapor pressure solvent in the electrolytic solution was the same as that at the time of preparing the electrolytic solution.
Moreover, about the produced lithium ion secondary battery, it carried out similarly to Example 1, and measured 0.2C- initial stage discharge capacity. The results are shown in Table 4.

なお、表4中、負極活物質の「金属シリコン」は、金属シリコン粉末を用いた。負極は、下記のようにして作製した。
金属シリコン粉末83質量部、アセチレンブラック2質量部、ポリアミドイミド15質量部、及びN−メチル−2−ピロリドン82質量部を混合し、負極活物質層形成用のスラリーを調製した。このスラリーを、銅箔(厚さ:8μm)に、負極活物質の目付量が2mg/cmとなるように塗布し、100℃で乾燥することで活物質層を形成した。その後、ロールプレスにより負極を加圧成形し、次いで、真空中、350℃で3時間熱処理して、負極活物質層の厚さが19μmである負極を得た。
In Table 4, metal silicon powder was used as the “metal silicon” of the negative electrode active material. The negative electrode was produced as follows.
83 parts by mass of metal silicon powder, 2 parts by mass of acetylene black, 15 parts by mass of polyamideimide, and 82 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone were mixed to prepare a slurry for forming a negative electrode active material layer. This slurry was applied to a copper foil (thickness: 8 μm) so that the basis weight of the negative electrode active material was 2 mg / cm 2 and dried at 100 ° C. to form an active material layer. Thereafter, the negative electrode was pressure-molded by a roll press and then heat-treated at 350 ° C. for 3 hours in a vacuum to obtain a negative electrode having a negative electrode active material layer thickness of 19 μm.

表4中、負極活物質の「金属リチウム」は、金属リチウム箔(厚さ:20μm、目付量:1mg/cm)を用いた。負極は、金属リチウム箔を、銅箔(厚さ:8μm)に加圧圧着させて作製した。 In Table 4, a metal lithium foil (thickness: 20 μm, basis weight: 1 mg / cm 2 ) was used as the “metal lithium” of the negative electrode active material. The negative electrode was produced by pressure-pressing a metal lithium foil on a copper foil (thickness: 8 μm).

表4中、負極活物質の「−」は、負極活物質を用いなかった。リチウムイオン二次電池は、正極の正極活物質層と負極集電体である銅箔(厚さ:8μm)とが互いに対向するように、セパレータを介して積層したこと以外は実施例1と同様にして作製した。このリチウムイオン二次電池では、充電時は負極集電体の表面にリチウムイオンを金属リチウムとして析出させ、放電時に析出した金属リチウムをリチウムイオンとして溶解させる。   In Table 4, “-” of the negative electrode active material did not use the negative electrode active material. The lithium ion secondary battery was the same as in Example 1 except that the positive electrode active material layer of the positive electrode and the copper foil (thickness: 8 μm) as the negative electrode current collector were laminated via a separator. It was made. In this lithium ion secondary battery, lithium ions are deposited as metallic lithium on the surface of the negative electrode current collector during charging, and the metallic lithium deposited during discharging is dissolved as lithium ions.

Figure 2018170271
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Figure 2018170271
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表4の結果から、負極活物質として、金属シリコンを使用した実施例31〜33および実施例48、金属リチウムを使用した34〜36および実施例49、集電体にリチウムを析出させた実施例リチウムの析出させた実施例37〜47および実施例50のいずれについても負極活物質としてグラファイトを用いた実施例1〜30と比較してさらに0.2Cでの初期放電容量が高くなることがわかる。   From the results of Table 4, Examples 31 to 33 and Example 48 using metallic silicon as the negative electrode active material, Examples 34 to 36 and Example 49 using metallic lithium, Examples in which lithium was deposited on the current collector It can be seen that in Examples 37 to 47 and Example 50 in which lithium is deposited, the initial discharge capacity at 0.2 C is further increased as compared with Examples 1 to 30 using graphite as the negative electrode active material. .

10…セパレータ、20…正極、22…正極集電体、24…正極活物質層、26…正極活物質、28…導電材、30…負極、32…負極集電体、34…負極活物質層、40…積層体、50…外装体、60,62…リード、100…リチウムイオン二次電池   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Separator, 20 ... Positive electrode, 22 ... Positive electrode collector, 24 ... Positive electrode active material layer, 26 ... Positive electrode active material, 28 ... Conductive material, 30 ... Negative electrode, 32 ... Negative electrode collector, 34 ... Negative electrode active material layer 40 ... Laminated body, 50 ... Exterior body, 60,62 ... Lead, 100 ... Lithium ion secondary battery

Claims (7)

リチウムイミド塩と、常温溶融塩と、高蒸気圧溶媒と、を含有し、
前記高蒸気圧溶媒は20℃における蒸気圧が1kPa以上であり、
前記高蒸気圧溶媒の含有量が、前記リチウムイミド塩と、前記常温溶融塩と、前記高蒸気圧溶媒の総量に対して2質量%以上40質量%以下の範囲にあるリチウムイオン二次電池用電解液。
A lithium imide salt, a room temperature molten salt, and a high vapor pressure solvent,
The high vapor pressure solvent has a vapor pressure of 1 kPa or more at 20 ° C .;
For a lithium ion secondary battery in which the content of the high vapor pressure solvent is in the range of 2% by mass to 40% by mass with respect to the total amount of the lithium imide salt, the room temperature molten salt, and the high vapor pressure solvent. Electrolytic solution.
前記高蒸気圧溶媒が、鎖状エーテルまたは環状エーテルである請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。   The electrolyte solution for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the high vapor pressure solvent is a chain ether or a cyclic ether. 前記高蒸気圧溶媒がジメチルエーテル、エチルメチルエーテル、ジエチルエーテルからなる群より選ばれる少なくとも1種の鎖状エーテルである請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。   The electrolytic solution for a lithium ion secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the high vapor pressure solvent is at least one chain ether selected from the group consisting of dimethyl ether, ethyl methyl ether, and diethyl ether. 前記リチウムイミド塩と前記常温溶融塩の含有量が、モル比で1:1 〜 1:5である請求項1〜3のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液。   Content of the said lithium imide salt and the said normal temperature molten salt is 1: 1-1: 5 by molar ratio, The electrolyte solution for lithium ion secondary batteries as described in any one of Claims 1-3. 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータと、電解液とを備えるリチウムイオン二次電池であって、
前記電解液が、請求項1〜4のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電解液であるリチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator interposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolyte solution,
The lithium ion secondary battery whose said electrolyte solution is the electrolyte solution for lithium ion secondary batteries as described in any one of Claims 1-4.
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体の上に設けられた正極活物質層とを有し、前記正極活物質層は、目付量が20mg/cm以上である請求項5に記載のリチウムイオン二次電池。 The positive electrode has a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer provided on the positive electrode current collector, and the positive electrode active material layer has a basis weight of 20 mg / cm 2 or more. The lithium ion secondary battery described in 1. 前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体の上に設けられた負極活物質層とを有し、前記負極活物質層が金属シリコンおよび金属リチウムのうち少なくとも1種を含有する請求項5または6に記載のリチウムイオン二次電池。   The negative electrode has a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer provided on the negative electrode current collector, and the negative electrode active material layer contains at least one of metal silicon and metal lithium. Item 7. The lithium ion secondary battery according to Item 5 or 6.
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