JP2005108520A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolyte secondary battery capable of using any nonaqueous solvent without limitation, having a negative electrode containing carbon on which, electrochemical decomposition of the nonaqueous electrolyte is restrained. <P>SOLUTION: The negative electrode contains carbonaceous material like graphite, hard carbon, or coke. Metallic lithium, lithium alloy, silicon, or carbon fluoride or the like can be used as a positive electrode. The nonaqueous electrolyte contains magnesium salt. imide salt such as magnesium bistrifluoromethanesulfonylimide (Mg[(CF<SB>3</SB>SO<SB>2</SB>)<SB>2</SB>N]<SB>2</SB>)Mg((CF<SB>3</SB>SO<SB>2</SB>)<SB>2</SB>N)<SB>2</SB>or a sulfonate salt is used as the magnesium salt of the nonaqueous electrolyte. Cyclic carbonate ester such as propylene carbonate may be used as the nonaqueous solvent of the nonaqueous electrolyte. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、負極、正極および非水電解質を備えた非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a nonaqueous electrolyte secondary battery including a negative electrode, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte.

負極に炭素材料を用いたリチウムイオン二次電池は、高電圧および高エネルギー密度を得ることができ、安全性およびサイクル特性にも優れるという特徴を有する。炭素材料としては、黒鉛、ハードカーボン、コークス等が用いられるが、特に天然黒鉛等の黒鉛は、他の炭素材料と比較して、結晶性が高く放電容量が大きいという特徴を有する。   A lithium ion secondary battery using a carbon material for the negative electrode has characteristics that a high voltage and a high energy density can be obtained, and that safety and cycle characteristics are also excellent. As the carbon material, graphite, hard carbon, coke, and the like are used. In particular, graphite such as natural graphite has a feature of high crystallinity and a large discharge capacity as compared with other carbon materials.

非水電解質としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の非水溶媒（有機溶媒）にＬｉＰＦ6 等のリチウム塩からなる溶質を溶解させたものが使用されている。プロピレンカーボネートは、安価であり、広い温度範囲で使用可能であることから、優れた非水溶媒である。
特開２０００−５８１２５号公報 As the nonaqueous electrolyte, a solution in which a solute composed of a lithium salt such as LiPF 6 is dissolved in a nonaqueous solvent (organic solvent) such as propylene carbonate or ethylene carbonate is used. Propylene carbonate is an excellent non-aqueous solvent because it is inexpensive and can be used in a wide temperature range.
JP 2000-58125 A

炭素への電気化学的なリチウムの挿入反応は極めて卑な電位で進行するため、非水溶媒の高い耐還元性が必要となる。   Since the electrochemical lithium insertion reaction into carbon proceeds at a very low potential, high reduction resistance of a non-aqueous solvent is required.

しかしながら、プロプレンカーボネートを主成分とする非水溶媒は、黒鉛等の結晶性の高い炭素上で電気化学的に分解しやすく、リチウムの挿入反応の効率は著しく低くなる。   However, the non-aqueous solvent containing propylene carbonate as a main component is easily decomposed electrochemically on carbon having high crystallinity such as graphite, and the efficiency of the lithium insertion reaction is remarkably lowered.

すなわち、プロピレンカーボネートを主成分とする非水溶媒を用い、電気化学的にリチウムを黒鉛材料に挿入しようとすると、リチウムが挿入される以前に非水溶媒が分解する。そのため、電気化学的にリチウムを黒鉛材料に挿入することができない。   That is, when a nonaqueous solvent containing propylene carbonate as a main component is used and electrochemically trying to insert lithium into a graphite material, the nonaqueous solvent decomposes before lithium is inserted. Therefore, lithium cannot be electrochemically inserted into the graphite material.

そこで、エチレンカーボネートを主成分とする非水溶媒を用いることにより、黒鉛材料にも電気化学的にリチウムの挿入が可能であることが報告された。以後、黒鉛材料を用いる場合には、エチレンカーボネートを主成分とする非水溶媒を使用することが一般的となった。   Thus, it has been reported that lithium can be inserted electrochemically into a graphite material by using a non-aqueous solvent mainly composed of ethylene carbonate. Thereafter, when a graphite material is used, it has become common to use a non-aqueous solvent mainly composed of ethylene carbonate.

一方、非水電解質の非水溶媒として、ビニレンカーボネートとプロピレンカーボネートと鎖状炭素エステルとの混合溶媒を用いることも提案されている（特許文献１参照）。   On the other hand, it has also been proposed to use a mixed solvent of vinylene carbonate, propylene carbonate, and a chain carbon ester as a nonaqueous solvent for a nonaqueous electrolyte (see Patent Document 1).

上記のように、負極に炭素材料を用いた場合には、使用可能な非水溶媒が限定される。そこで、使用可能な非水溶媒が限定されることなく、種々の非水溶媒を用いた場合でも炭素上での電気化学的な分解を抑制し、リチウムの挿入反応の効率の低下を防止することが望まれる。   As described above, when a carbon material is used for the negative electrode, usable nonaqueous solvents are limited. Therefore, the usable non-aqueous solvent is not limited, and even when various non-aqueous solvents are used, electrochemical decomposition on carbon is suppressed, and reduction in efficiency of lithium insertion reaction is prevented. Is desired.

本発明の目的は、使用可能な非水溶媒が限定されることなく、炭素を含む負極上での非水電解質の電気化学的な分解が抑制された非水電解質二次電池を提供することである。   An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery in which electrochemical decomposition of the non-aqueous electrolyte on a carbon-containing negative electrode is suppressed without limiting the usable non-aqueous solvent. is there.

熱力学的には、リチウムが挿入される電位では、ほとんどすべての非水溶媒が還元されるはずであり、エチレンカーボネート系の非水溶媒もその例外ではない。エチレンカーボネート系の非水溶媒で炭素へのリチウムの挿入が可能であるのは、炭素表面に安定なＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface：固体電解質界面）被膜が形成され、炭素表面を不活性にするためであると考えられている。このＳＥＩ被膜は、リチウムイオン伝導性を示すが、電子伝導性を有さないため、非水溶媒のさらなる分解を抑制し、これにより炭素へのリチウムの挿入が可能になると考えられている。   Thermodynamically, at the potential at which lithium is inserted, almost all non-aqueous solvents should be reduced, and ethylene carbonate-based non-aqueous solvents are no exception. The reason why lithium can be inserted into carbon with an ethylene carbonate-based non-aqueous solvent is that a stable SEI (Solid Electrolyte Interface) film is formed on the carbon surface, which makes the carbon surface inactive. It is thought that there is. Although this SEI film exhibits lithium ion conductivity, it does not have electronic conductivity, so it is believed that further decomposition of the non-aqueous solvent is suppressed, thereby enabling insertion of lithium into the carbon.

本発明者は、マグネシウム塩を非水電解質中に混合することにより、プロピレンカーボネート中においても、炭素へリチウムを挿入することが可能となることを見出した。   The present inventor has found that lithium can be inserted into carbon even in propylene carbonate by mixing a magnesium salt into a non-aqueous electrolyte.

本発明に係る非水電解質二次電池は、正極と、炭素を含む負極と、マグネシウム塩を含む非水電解質とを備え、活物質として作用するリチウムを含むものである。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention includes a positive electrode, a negative electrode including carbon, and a nonaqueous electrolyte including a magnesium salt, and includes lithium that acts as an active material.

本発明に係る非水電解質二次電池においては、非水電解質がマグネシウム塩を含むことにより、炭素表面にマグネシウムを含む安定な被膜を形成することができると考えられる。それにより、使用可能な非水溶媒が限定されることなく、炭素を含む負極上での非水電解質の電気化学的な分解が抑制される。   In the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, it is considered that a stable film containing magnesium can be formed on the carbon surface when the nonaqueous electrolyte contains a magnesium salt. Thereby, the electrochemical decomposition | disassembly of the nonaqueous electrolyte on the negative electrode containing carbon is suppressed, without limiting the nonaqueous solvent which can be used.

マグネシウム塩はイミド塩およびスルホン酸塩のうち少なくとも１種を含んでもよい。この場合、炭素表面にマグネシウムを含む安定な被膜を形成することができると考えられる。   The magnesium salt may include at least one of an imide salt and a sulfonate. In this case, it is considered that a stable film containing magnesium can be formed on the carbon surface.

マグネシウム塩はビストリフルオロメタンスルホニルイミドマグネシウム（Ｍｇ［(ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 Ｎ］2 ）を含んでもよい。 The magnesium salt may include bistrifluoromethanesulfonylimide magnesium (Mg [(CF 3 SO 2 ) 2 N] 2 ).

この場合、非水電解質の溶媒としてプロピレンカーボネートを用いた場合でも、炭素を含む負極上でプロピレンカーボネートが電気化学的に分解することなくリチウムを炭素に効率良く挿入することができる。   In this case, even when propylene carbonate is used as the solvent for the nonaqueous electrolyte, lithium can be efficiently inserted into carbon without the propylene carbonate being electrochemically decomposed on the negative electrode containing carbon.

非水電解質の溶媒は、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類およびアミド類よりなる群から選択された少なくとも１種を含んでもよい。   The solvent of the non-aqueous electrolyte may contain at least one selected from the group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles, and amides.

非水電解質の溶媒はプロピレンカーボネートを含んでもよい。この場合、炭素を含む負極上でプロピレンカーボネートが電気化学的に分解することなくリチウムを炭素に効率良く挿入することができる。   The non-aqueous electrolyte solvent may include propylene carbonate. In this case, lithium can be efficiently inserted into carbon without the propylene carbonate being electrochemically decomposed on the negative electrode containing carbon.

本発明に係る非水電解質二次電池によれば、非水電解質がマグネシウム塩を含むことにより、使用可能な非水溶媒が限定されることなく、炭素を含む負極上での非水電解質の電気化学的な分解が抑制される。それにより、炭素を含む負極にリチウムを効率良く挿入することができる。   According to the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the non-aqueous electrolyte contains a magnesium salt, so that the usable non-aqueous solvent is not limited, and the electricity of the non-aqueous electrolyte on the negative electrode containing carbon is reduced. Chemical decomposition is suppressed. Thereby, lithium can be efficiently inserted into the negative electrode containing carbon.

本発明の一実施の形態に係る非水電解質二次電池について説明する。   A nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described.

本実施の形態に係る非水電解質二次電池は、負極、正極および非水電解質により構成される。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment includes a negative electrode, a positive electrode, and a nonaqueous electrolyte.

負極は、炭素材料および結着剤を混合した負極活物質を有する。炭素材料としては、黒鉛、ハードカーボン、コークス等が用いられる。特に、天然黒鉛等の黒鉛材料は、結晶性が高く放電容量が大きいため、好ましい。   The negative electrode has a negative electrode active material in which a carbon material and a binder are mixed. As the carbon material, graphite, hard carbon, coke or the like is used. In particular, graphite materials such as natural graphite are preferable because of their high crystallinity and large discharge capacity.

正極としては、リチウム（Ｌｉ）を吸蔵および放出可能なリチウム金属、リチウム合金、ケイ素（Ｓｉ）、フッ化炭素等を用いることができる。   As the positive electrode, lithium metal capable of inserting and extracting lithium (Li), lithium alloy, silicon (Si), fluorocarbon, and the like can be used.

非水電解質は、マグネシウム塩を含む。非水電解質のマグネシウム塩としては、イミド塩またはスルホン酸塩を用いる。   The nonaqueous electrolyte includes a magnesium salt. As the magnesium salt of the non-aqueous electrolyte, an imide salt or a sulfonate salt is used.

イミド塩としては、Ｍｇ［（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 Ｎ］2 、Ｍｇ［（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 Ｎ］2 、Ｍｇ［（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ）（ＣＦ3 ＳＯ2 ）Ｎ］2 、Ｍｇ［（Ｃ6 Ｆ5 ＳＯ2 ）（ＣＦ3 ＳＯ2 ）Ｎ］2 、Ｍｇ［（Ｃ8 Ｆ17ＳＯ2 ）（ＣＦ3 ＳＯ2 ）Ｎ］2 、Ｍｇ［（ＣＦ3 ＣＨ2 ＯＳＯ2 ）2 Ｎ］2 、Ｍｇ［（ＣＦ3 ＣＦ2 ＣＨ2 ＯＳＯ2 ）2 Ｎ］2 、Ｍｇ［（ＨＣＦ2 ＣＦ2 ＣＨ2 ＯＳＯ2 ）2 Ｎ］2 、Ｍｇ［（（ＣＦ3 ）2 ＣＨＯＳＯ2 ）2 Ｎ］2 等が挙げられる。 Examples of the imide salt include Mg [(CF 3 SO 2 ) 2 N] 2 , Mg [(C 2 F 5 SO 2 ) 2 N] 2 , Mg [(C 4 F 9 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) N ] 2 , Mg [(C 6 F 5 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) N] 2 , Mg [(C 8 F 17 SO 2 ) (CF 3 SO 2 ) N] 2 , Mg [(CF 3 CH 2 OSO 2) 2 N] 2, Mg [(CF 3 CF 2 CH 2 OSO 2) 2 N] 2, Mg [(HCF 2 CF 2 CH 2 OSO 2) 2 N] 2, Mg [((CF 3) 2 CHOSO 2 ) 2 N] 2 and the like.

スルホン酸塩としては、Ｍｇ（ＣＦ3 ＳＯ3 ）2 、Ｍｇ（ＣＨ3 ＳＯ3 ）2 、Ｍｇ（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ3 ）2 、Ｍｇ（Ｃ6 Ｆ5 ＳＯ3 ）2 、Ｍｇ（Ｃ6 Ｈ5 ＳＯ3 ）2 、Ｍｇ（Ｃ8 Ｆ17ＳＯ3 ）2 等が挙げられる。 Examples of the sulfonate include Mg (CF 3 SO 3 ) 2 , Mg (CH 3 SO 3 ) 2 , Mg (C 4 F 9 SO 3 ) 2 , Mg (C 6 F 5 SO 3 ) 2 , Mg (C 6 H 5 SO 3) 2, Mg (C 8 F 17 SO 3) 2 and the like.

上記のイミド塩およびスルホン酸塩のうち１種を用いてもよく、あるいは２種以上を組み合わせて用いてもよい。   One of the above imide salts and sulfonates may be used, or two or more may be used in combination.

非水電解質の非水溶媒（有機溶媒）としては、一般の非水電解質二次電池において非水溶媒として用いられるものを用いることができる。例えば、非水溶媒（有機溶媒）として、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類、アミド類等を用いることができる。   As the nonaqueous solvent (organic solvent) of the nonaqueous electrolyte, those used as a nonaqueous solvent in a general nonaqueous electrolyte secondary battery can be used. For example, as the non-aqueous solvent (organic solvent), cyclic carbonates, chain carbonates, esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles, amides, and the like can be used.

環状炭酸エステルとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。これらの環状炭酸エステルの水素基の一部または全部をフッ素化させたものを用いることも可能であり、トリフルオロプロピレンカーボネート、フルオロエチルカーボネート等が挙げられる。   Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and the like. It is also possible to use what fluorinated a part or all of the hydrogen groups of these cyclic carbonates, and examples thereof include trifluoropropylene carbonate and fluoroethyl carbonate.

鎖状炭酸エステルとしては、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、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート等が挙げられる。これらの鎖状炭酸エステルの水素の一部または全部をフッ素化させたものを用いることも可能である。   Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl propyl carbonate, and methyl isopropyl carbonate. It is also possible to use those chain carbonates obtained by fluorinating part or all of hydrogen.

エステル類としては、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、γ−ブチロラクトン等が挙げられる。   Examples of the esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and γ-butyrolactone.

環状エーテル類としては、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、プロピレンオキシド、１，２−ブチレンオキシド、１，４−ジオキサン、１，３，５−トリオキサン、フラン、２−メチルフラン、１，８−シネオ−ル、クラウンエーテル等が挙げられる。   As cyclic ethers, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, propylene oxide, 1,2-butylene oxide, 1,4-dioxane, 1,3,5 -Trioxane, furan, 2-methylfuran, 1,8-cineole, crown ether and the like.

鎖状エーテル類としては、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、ジヘキシルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、メチルフェニルエーテル、エチルフェニルエーテル、ブチルフェニルエーテル、ペンチルフェニルエーテル、メトキシトルエン、ベンジルエチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ｏ−ジメトキシベンゼン、１，２−ジエトキシエタン、１，２−ジブトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、１，１−ジメトキシメタン、１，１−ジエトキシエタン、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチル等が挙げられる。   Examples of chain ethers include 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, dihexyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, methyl phenyl ether, ethyl phenyl ether, butyl phenyl ether, pentyl phenyl. Ether, methoxytoluene, benzyl ethyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, o-dimethoxybenzene, 1,2-diethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, 1,1 -Dimethoxymethane, 1,1-diethoxyethane, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethy Glycol dimethyl and the like.

ニトリル類としては、アセトニトリル等が挙げられる。アミド類としては、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。   Examples of nitriles include acetonitrile. Examples of amides include dimethylformamide.

本実施の形態に係る非水電解質二次電池においては、非水電解質がマグネシウム塩を含むことにより、種々の非水溶媒を用いた場合でも、炭素材料を含む負極上での非水電解質の電気化学的な分解が抑制される。それにより、炭素を含む負極にリチウムを効率良く挿入することができる。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment, the non-aqueous electrolyte contains a magnesium salt, so that even when various non-aqueous solvents are used, the non-aqueous electrolyte on the negative electrode containing the carbon material is used. Chemical decomposition is suppressed. Thereby, lithium can be efficiently inserted into the negative electrode containing carbon.

（実施例）
実施例では、図１に示す試験セルを作製した。９８重量％の天然黒鉛粉末に、結着剤として１重量％のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）および増粘剤として１重量％のカルボキシメチルセルロースを混合して合剤を作製し、その合剤を水に分散させてスラリー状にし、そのスラリーをタンタル（Ｔａ）箔に塗布した。その後、スラリーが塗布されたタンタル箔を真空乾燥し、成形することにより作用極として炭素電極１を得た。 (Example)
In the example, the test cell shown in FIG. 1 was produced. A mixture was prepared by mixing 98% by weight of natural graphite powder with 1% by weight of styrene butadiene rubber (SBR) as a binder and 1% by weight of carboxymethylcellulose as a thickener. The slurry was dispersed to form a slurry, and the slurry was applied to a tantalum (Ta) foil. Then, the carbon electrode 1 was obtained as a working electrode by vacuum-drying and shape | molding the tantalum foil with which the slurry was apply | coated.

非水溶媒としてのプロピレンカーボネートに１モル／ｌの濃度でマグネシウム塩としてのビストリフルオロメタンスルホニルイミドマグネシウム（Ｍｇ［(ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 Ｎ］2 ）を溶解させることにより非水電解質３を調製した。 A nonaqueous electrolyte 3 is prepared by dissolving bistrifluoromethanesulfonylimidomagnesium (Mg [(CF 3 SO 2 ) 2 N] 2 ) as a magnesium salt at a concentration of 1 mol / l in propylene carbonate as a nonaqueous solvent. did.

図１に示すように、炭素電極１とリチウム金属２との間にセパレータ４を挟み、炭素電極１、リチウム金属２およびセパレータ４を非水電解質３に浸漬させた。   As shown in FIG. 1, the separator 4 was sandwiched between the carbon electrode 1 and the lithium metal 2, and the carbon electrode 1, the lithium metal 2, and the separator 4 were immersed in the nonaqueous electrolyte 3.

（比較例）
比較例では、非水溶媒としてのプロピレンカーボネートに１モル／ｌの濃度でリチウム塩としてのＬｉ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 Ｎを溶解させることにより非水電解質３を調製した。それ以外は、実施例と同様にして試験セルを作製した。 (Comparative example)
In the comparative example, non-aqueous electrolyte 3 was prepared by dissolving Li (CF 3 SO 2 ) 2 N as a lithium salt in propylene carbonate as a non-aqueous solvent at a concentration of 1 mol / l. Otherwise, a test cell was produced in the same manner as in the example.

（試験セルの評価）
実施例の試験セルにおいて、炭素電極１とリチウム金属２とを外部的にショートさせた。それにより、炭素電極１が還元され、充電反応が急速に行われる。２４時間後、非水電解質３から炭素電極１を取り出した。 (Evaluation of test cell)
In the test cell of the example, the carbon electrode 1 and the lithium metal 2 were externally short-circuited. Thereby, the carbon electrode 1 is reduced and the charging reaction is rapidly performed. After 24 hours, the carbon electrode 1 was taken out from the nonaqueous electrolyte 3.

図２は実施例の試験セルにおける２４時間のショート後の炭素電極１の写真である。   FIG. 2 is a photograph of the carbon electrode 1 after a 24-hour short in the test cell of the example.

実施例の試験セルでは、炭素電極１の表面が金色に変化していたことから、炭素電極１にリチウムが挿入され、Ｃ6 Ｌｉが生成されたものと考えられる。以上より非水電解質の溶質にマグネシウム塩を用いることにより、プロピレンカーボネート中でもＣ6 Ｌｉを生成することが可能であることがわかった。 In the test cell of the example, since the surface of the carbon electrode 1 was changed to gold, it is considered that lithium was inserted into the carbon electrode 1 to generate C 6 Li. From the above, it was found that C 6 Li can be produced in propylene carbonate by using a magnesium salt as the solute of the nonaqueous electrolyte.

比較例の試験セルにおいて、実施例と同様に、炭素電極１とリチウム金属２とを外部的にショートさせると、気泡が発生した。図３は比較例の試験セルにおける２時間のショート後の炭素電極１の写真である。   In the test cell of the comparative example, when the carbon electrode 1 and the lithium metal 2 were short-circuited externally as in the example, bubbles were generated. FIG. 3 is a photograph of the carbon electrode 1 after a short of 2 hours in the test cell of the comparative example.

比較例の試験セルでは、炭素電極１の色が変化しておらず、黒鉛が剥離していた。プロピレンカーボネートの分解が起こり、炭素電極１へのリチウムの挿入ができず、Ｃ6 Ｌｉが生成されていないものと考えられる。以上より非水電解質の溶質にリチウム塩を用いた場合には、プロピレンカーボネート中でＣ6 Ｌｉを生成することができないことがわかった。 In the test cell of the comparative example, the color of the carbon electrode 1 was not changed, and the graphite was peeled off. It is considered that propylene carbonate decomposes, lithium cannot be inserted into the carbon electrode 1, and C 6 Li is not generated. From the above, it was found that C 6 Li cannot be produced in propylene carbonate when a lithium salt is used as the solute of the non-aqueous electrolyte.

本発明に係る非水電解質二次電池は、携帯用電源、自動車用電源等の種々の電源として利用することができる。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be used as various power sources such as a portable power source and an automobile power source.

実施例および比較例の試験セルの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the test cell of an Example and a comparative example. 実施例の試験セルにおける２４時間のショート後の炭素電極の写真である。It is a photograph of the carbon electrode after a 24-hour short in the test cell of the example. 比較例の試験セルにおける２時間のショート後の炭素電極の写真である。It is a photograph of the carbon electrode after a 2-hour short in the test cell of a comparative example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 炭素電極
２ リチウム金属
３ 非水電解質
４ セパレータ
1 Carbon electrode 2 Lithium metal 3 Nonaqueous electrolyte 4 Separator

Claims (5)

正極と、炭素を含む負極と、マグネシウム塩を含む非水電解質とを備え、活物質として作用するリチウムを含むことを特徴とする非水電解質二次電池。 A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode containing carbon, and a non-aqueous electrolyte containing a magnesium salt, and including lithium acting as an active material. 前記マグネシウム塩はイミド塩およびスルホン酸塩のうち少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１記載の非水電解質二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the magnesium salt includes at least one of an imide salt and a sulfonate. 前記マグネシウム塩はビストリフルオロメタンスルホニルイミドマグネシウムを含むことを特徴とする請求項１または２記載の非水電解質二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the magnesium salt contains bistrifluoromethanesulfonylimide magnesium. 前記非水電解質の溶媒は、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、エステル類、環状エーテル類、鎖状エーテル類、ニトリル類およびアミド類よりなる群から選択された少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の非水電解質二次電池。 The solvent of the non-aqueous electrolyte includes at least one selected from the group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, esters, cyclic ethers, chain ethers, nitriles, and amides. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3. 前記非水電解質の溶媒はプロピレンカーボネートを含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the solvent of the nonaqueous electrolyte contains propylene carbonate.
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