JP6292120B2 - リチウム二次電池とその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、リチウム二次電池に関するものである。
リチウム二次電池は、携帯型電子機器やパソコン等に広く利用され、小型化、軽量化が求められる一方において、エネルギー密度を高めることが重要な課題である。
リチウム二次電池のエネルギー密度を高める方法としては幾つかの方法が考えられるが、その中でも電池の動作電圧を上昇させることが有効である。正極活物質としてコバルト酸リチウムやマンガン酸リチウムを用いたリチウム二次電池では、平均動作電圧は、金属リチウム基準に対し、3.6〜3.8V(4V級)である。これは、コバルトイオンもしくはマンガンイオンの酸化還元反応(Co3+←→Co4+もしくはMn3+←→Mn4+)によって動作電圧が規定されるためである。
これに対し、例えばマンガン酸リチウムにおいてマンガンの一部をニッケル等により置換したスピネル化合物、具体的には、LiNi0.5Mn1.5等は4.5V以上の領域に電位プラトーを示すことから、これを正極活物質として用いることにより、5V級の動作電圧を実現できる。スピネル化合物を用いた正極においては、マンガンは4価の状態で存在し、Mn3+←→Mn4+の酸化還元に代わって、Ni2+←→Ni4+の酸化還元によって電池の動作電圧が規定される。
LiNi0.5Mn1.5の容量は130mAh/g以上であり、平均動作電圧は金属リチウムに対して4.6V以上であり、リチウム吸蔵容量としてはLiCoOより小さいものの、エネルギー密度はLiCoOよりも高い。このような理由からLiNi0.5Mn1.5は、正極材料として有望である。
しかしながら、LiNi0.5Mn1.54、Li(LiNiMn1−x−y)O(0.1<x<0.3、0.1<y<0.4)、LiCoPO等の高電位の正極活物質を用いた電池においては、LiCoO、LiMn等を正極活物質に用いた電池よりもさらに動作電圧が高くなる一方、正極と電解液との接触部分で電解液の分解反応が進行しやすく寿命が短くなるという問題があった。
電池の寿命改善手法としては、電解液に用いる添加剤の例が多く報告されている。多くの電解液添加剤は、負極に皮膜を形成することによって電解液溶媒と負極との反応性を低減し、寿命を改善している。高電圧で動作する正極を用いた場合、電解液中に残存する添加剤成分が、高電位の正極と反応し、容量維持率を下げたりガスを発生させる原因となったりする場合がある。
特許文献1には、エーテル基をもつリン酸エステルを含むポリマー電解質が記載されている。特許文献2には、エーテル結合を含む基を有するリン酸エステル化合物を含む非水溶媒が記載されている。また、特許文献3には、エーテル基およびハロゲン原子置換アルキル基を有するリン酸エステルを含む非水電解液が記載されている。
特開2003−208815号公報 特開平10−189038号公報 特開2001−345120号公報
しかしながら、特許文献1〜3に記載の非水電解液は、高電圧で動作する正極を備えたリチウム二次電池における寿命改善の観点において検討が不十分であり、更なる耐酸化性を有する添加剤について改善の余地があった。そこで、本実施形態は、高電圧下における寿命特性を改善したリチウム二次電池を提供することを目的とする。
本実施形態は、
正極活物質を含む正極と、非水電解液と、を有するリチウム二次電池であって、
前記非水電解液は、下記一般式(1):
O=P(O−R)(O−R)(O−R) (1)
[式(1)において、R、RおよびRは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基(Rはアルキレン基を示し、Rは、アルキル基を示す)であり、R〜Rは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよく、
,RおよびRのうち、少なくとも一つが、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基であり、かつ、
,RおよびRのうち、少なくとも一つがフッ素を含有している。]
で表されるリン酸エステル化合物を含み、
前記正極活物質は、リチウムに対して4.5V以上の充放電領域を有する
二次電池である。
本実施形態により、リチウムに対して4.5V以上の高電位で動作可能な正極活物質を含む電池において寿命特性が改善されたリチウム二次電池を提供することができる。
本実施形態に係る二次電池の断面構造を示す図の一例である。
本実施形態の二次電池(好ましくはリチウムイオン二次電池)は、下記一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物を含む非水電解液と、リチウムに対して4.5V以上の充放電領域を有する正極活物質を有する正極と、を有する。
O=P(O−R)(O−R)(O−R) (1)
[式(1)において、R、RおよびRは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基(Rはアルキレン基を示し、Rは、アルキル基を示す)であり、R〜Rは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよく、
,RおよびRのうち、少なくとも一つが、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基であり、かつ、
,RおよびRのうち、少なくとも一つがフッ素を含有している。]
(非水電解液)
本実施形態の非水電解液は、一般式(1)で表されるエーテル基を有するフッ素含有リン酸エステル化合物を含む。リン酸エステル化合物がフッ素原子を含むことによって耐酸化性が高まり、正極での酸化反応を抑えることができ、高電圧の電池においても使用が可能となる。また、リン酸エステル化合物がエーテル基を有することにより、電極表面に形成される皮膜の安定性が高まると考えられる。
上記一般式(1)において、R,RおよびRは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基(Rはアルキレン基を示し、Rは、アルキル基を示す)であり、R〜Rは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよく、R,RおよびRのうち、少なくとも一つが、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基であり、かつ、R,RおよびRのうち、少なくとも一つがフッ素を含有している。アルキル基は、直鎖状であっても分岐状であってもよい。なお、フッ素を含有するとは、対応する無置換のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基が有する水素原子の少なくとも一つがフッ素原子で置換されていることを意味し、フッ素の置換位置は任意である。
上記一般式(1)において、R,RおよびRの炭素数は、それぞれ独立に、1以上6以下であることが好ましく、1以上5以下であることがより好ましい。R,RおよびRの炭素数が6以下であると、電解液の粘度の増加が抑えられ、電解液が電極やセパレータ内の細孔に浸み込み易くなるとともに、イオン伝導性が向上し、電池の充放電特性において電流値が良好になる。
一般式(1)において、R,RおよびRは、例えば、R,RおよびRのうち、2つがフッ素含有アルキル基であり、1つが置換または無置換の−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基であることが好ましく、R,RおよびRのうち、2つがフッ素含有アルキル基であり、1つが−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基であってRがフッ素含有アルキル基であることがより好ましく、R,RおよびRのうち、2つが同じフッ素含有アルキル基であることがさらに好ましい。
一般式(1)において、R,R,RおよびRは、それぞれ独立に、フッ素含有アルキル基または無置換のアルキル基であることが好ましく、フッ素含有アルキル基としては、例えば、−CF、−C、―C、−CHCHF、−CFCH、−CHCF、−CHCHF、−CHCHCF、−CHが挙げられ、無置換アルキル基としては−CH、−C、―Cが挙げられ、これらのうち、−CHCF、−CHCHF、−CFが好ましい。
一般式(1)において、R,RおよびRのいずれかがアルケニル基のとき、アルケニル基としては、例えば、ビニル基、アリル基、1−プロペニル基、イソプロペニル基、3−ブテニル基、1−メチル−1−プロペニル基、1−メチル−2−プロペニル基、2−メチル−2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基が挙げられる。また、一般式(1)において、R,RおよびRのいずれかがアルキニル基のとき、アルキニル基としては、例えば、エチニル基、プロパルギル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基等が挙げられる。
は、置換または無置換のアルキレン基であり、例えば、メチレン基、エチレン基、1,2−プロピレン基、1,3−プロピレン基およびこれらの基の水素原子の少なくとも1つがフッ素で置換されたアルキレン基(例えば−CHCF−)を挙げることができる。
また、一般式(1)で表される化合物において、R,R,およびRに含まれる水素原子とフッ素原子の総数のうち、フッ素原子の割合が30%以上であることが好ましく、100%がフッ素原子であってもよい。フッ素原子の含有量が多いと、耐電圧性がより向上し、高電圧電池または高温、長期間で動作させた電池においても、電解液の正極側での酸化反応を抑制することができる。
また、一般式(1)において、R,R,およびRは、フッ素原子の他に置換基を有していても良い。置換基としては、アミノ基、カルボキシ基、ヒドロキシ基、シアノ基、およびハロゲン原子(例えば、塩素原子、臭素原子)からなる群より選ばれる少なくとも1種が挙げられる。なお、上記のR,R,およびRの炭素数は置換基も含む概念である。
一般式(1)で表される化合物としては、例えば、
O=P(O−CHCF(O−C−O−CHCF);
O=P(O−CHCF(O−C−O−CF);
O=P(O−CHCF)(O−C−O−CHCHF)
O=P(O−CHCF(O−C−O−CHCHF);
O=P(O−CH(O−C−O−CH);
O=P(O−CHCF(O−CHCF−O−CF
等などが挙げられる。これらの中でも、高電位における電解液分解の抑制効果が高く、皮膜形成効果と、耐酸化性が高いことから、
O=P(O−CHCF(O−C−O−CHCF
が好ましい。一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物は、一種を単独で又は二種以上を併用して用いることができる。
一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物は、例えば、リン酸と、エーテル基を有するフッ素含有アルコールとを脱水縮合反応させることによって得ることができる。
一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物の含有量は、特に制限されるものではないが、非水電解液中、好ましくは0.01〜5質量%、より好ましくは0.02〜3質量%、さらに好ましくは0.05〜1質量%である。一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物の含有量が非水電解液中0.01質量%以上であると、皮膜形成効果により電池の寿命を高める効果がより向上する。含有量が5質量%以下であると、電解液のイオン伝導性が向上して電池の充放電レートがより良好になる。
非水電解液は、一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物に加えて、環状カーボネート(フッ素含有化合物を含む)、鎖状カーボネート(フッ素含有化合物を含む)、鎖状エーテル(フッ素含有化合物を含む)、環状エーテル(フッ素含有化合物を含む)、鎖状カルボン酸エステル(フッ素含有化合物を含む)、環状カルボン酸エステル(フッ素含有化合物を含む)、一般式(1)で表される化合物以外のリン酸エステル(フッ素含有化合物を含む)、などをさらに含んでもよい。
環状カーボネートは比誘電率が大きいため、添加により、支持塩の解離性が向上し、十分な導電性を付与し易くなる。また、鎖状カーボネート、フッ素化エーテル、フッ素化カルボン酸エステル、フッ素化カーボネートなどは、添加により電解液の粘度が下がるので、電解液におけるイオン移動度が向上するという利点がある。また、環状カーボネート(フッ素含有化合物を含む)、鎖状カーボネート(フッ素含有化合物を含む)、フッ素化エーテル、フッ素化カルボン酸エステル、フッ素化カーボネート及びフッ素化リン酸エステルは、耐電圧性及び導電率が高いことから、一般式(1)で表されるフッ素を含有し、エーテル基を二つ以上持つ化合物との混合により適している。
環状カーボネートとしては、特に制限されるものではないが、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、又はビニレンカーボネート(VC)等を挙げることができる。また、環状カーボネートは、フッ素化環状カーボネートを含む。フッ素化環状カーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、又はビニレンカーボネート(VC)等の一部又は全部の水素原子をフッ素原子に置換した化合物等を挙げることができる。フッ素化環状カーボネートとしては、より具体的には、例えば、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、(cis又はtrans)4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4,4−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、4−フルオロ−5−メチル−1,3−ジオキソラン−2−オン等を用いることができる。環状カーボネートとしては、上で列記した中でも、耐電圧性や、導電率の観点から、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、又はこれらの一部をフッ素化した化合物等が好ましく、エチレンカーボネートがより好ましい。環状カーボネートは、一種を単独で又は二種以上を併用して用いることができる。
環状カーボネートの含有量は、支持塩の解離度を高める効果と電解液の導電性を高める効果の観点から、非水電解液において、1〜70体積%が好ましく、2〜50体積%がより好ましく、5〜40体積%がさらに好ましい。
鎖状カーボネートとしては、特に制限されるものではないが、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジプロピルカーボネート(DPC)等を挙げることができる。また、鎖状カーボネートは、フッ素化鎖状カーボネートを含む。フッ素化鎖状カーボネートとしては、例えば、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、ジプロピルカーボネート(DPC)等の一部又は全部の水素原子をフッ素原子に置換した化合物等を挙げることができる。フッ素化鎖状カーボネートとしては、より具体的には、例えば、ビス(フルオロエチル)カーボネート、3−フルオロプロピルメチルカーボネート、3,3,3−トリフルオロプロピルメチルカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートが耐電圧性と導電率の観点から好ましい。鎖状カーボネートは、一種を単独で又は二種以上を併用して用いることができる。
鎖状カーボネートは、電解液の粘度を下げる効果があり、電解液の導電率を高めることができる。これらの観点から、鎖状カーボネートの含有量は、非水電解液において0.1〜90体積%が好ましく、0.2〜80体積%がより好ましく、0.5〜70体積%がさらに好ましい。
カルボン酸エステルとしては、特に制限されるものではないが、例えば、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、ギ酸エチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酢酸メチル、ギ酸メチル等が挙げられる。また、カルボン酸エステルは、フッ素化カルボン酸エステルも含み、フッ素化カルボン酸エステルとしては、例えば、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、ギ酸エチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酢酸メチル、又はギ酸メチルの一部又は全部の水素原子をフッ素原子で置換した化合物等が挙げられる。具体的には、例えば、ペンタフルオロプロピオン酸エチル、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸エチル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピオン酸メチル、酢酸2,2−ジフルオロエチル、ヘプタフルオロイソ酪酸メチル、2,3,3,3−テトラフルオロプロピオン酸メチル、ペンタフルオロプロピオン酸メチル、2−(トリフルオロメチル)−3,3,3−トリフルオロプロピオン酸メチル、ヘプタフルオロ酪酸エチル、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸メチル、酢酸2,2,2−トリフルオロエチル、トリフルオロ酢酸イソプロピル、トリフルオロ酢酸tert−ブチル、4,4,4−トリフルオロ酪酸エチル、4,4,4−トリフルオロ酪酸メチル、2,2−ジフルオロ酢酸ブチル、ジフルオロ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸n−ブチル、酢酸2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、3−(トリフルオロメチル)酪酸エチル、テトラフルオロ−2−(メトキシ)プロピオン酸メチル、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸3,3,3トリフルオロプロピル、ジフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸2,2,3,3−テトラフルオロプロピル、酢酸1H,1H−ヘプタフルオロブチル、ヘプタフルオロ酪酸メチル、トリフルオロ酢酸エチルなどである。これらの中でも、耐電圧と沸点などの観点から、プロピオン酸エチル、酢酸メチル、2,2,3,3−テトラフルオロプロピオン酸メチル、トリフルオロ酢酸2,2,3,3−テトラフルオロプロピルなどが好ましい。カルボン酸エステルは、鎖状カーボネートと同様に電解液の粘度を低減する効果がある。したがって、例えば、カルボン酸エステルは、鎖状カーボネートの代わりに使用することが可能であり、また、鎖状カーボネートと併用することも可能である。
カルボン酸エステルの含有量は、非水電解液において0.1〜50体積%が好ましく、0.2〜20体積%がより好ましく、0.5〜15体積%がさらに好ましい。カルボン酸エステルの含有量を0.1体積%以上とすることにより、低温特性をより向上でき、また導電率をより向上できる。また、カルボン酸エステルの含有量を50体積%以下とすることにより、電池を高温放置した場合に蒸気圧が高くなりすぎることを低減することができる。
鎖状エーテルとしては、特に制限されるものではないが、例えば、1,2−エトキシエタン(DEE)若しくはエトキシメトキシエタン(EME)等が挙げられる。また、鎖状エーテルの水素の一部をフッ素で置換したフッ素化鎖状エーテルは、耐酸化性が高く、高電位で動作する正極の場合には好ましい。フッ素化鎖状エーテルとしては、例えば、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、1H,1H,2’H,3H−デカフルオロジプロピルエーテル、1,1,1,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル−2,2−ジフルオロエチルエーテル、イソプロピル1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、プロピル1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、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、1H,1H,5H−パーフルオロペンチル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1H,1H,2’H−パーフルオロジプロピルエーテル、1H−パーフルオロブチル−1H−パーフルオロエチルエーテル、メチルパーフルオロペンチルエーテル、メチルパーフルオロへキシルエーテル、メチル1,1,3,3,3−ペンタフルオロ−2−(トリフルオロメチル)プロピルエーテル、1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピル2,2,2−トリフルオロエチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、エチル1,1,2,3,3,3−ヘキサフルオロプロピルエーテル、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1H,1H,2’H−パーフルオロジプロピルエーテル、ヘプタフルオロプロピル1,2,2,2‐テトラフルオロエチルエーテル、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、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル−1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、エチルノナフルオロブチルエーテル、メチルノナフルオロブチルエーテル、などが挙げられる。これらの中でも、耐電圧と沸点などの観点から、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル1,1,2,2−テトラフルオロエチルエーテル、1H,1H,2’H−パーフルオロジプロピルエーテル、1H,1H,2’H,3H−デカフルオロジプロピルエーテル、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が好ましい。鎖状エーテルは、鎖状カーボネートと同様に電解液の粘度を低減する効果がある。したがって、例えば、鎖状エーテルは、鎖状カーボネート、カルボン酸エステルの代わりに使用することが可能であり、また、鎖状カーボネート、カルボン酸エステルと併用することも可能である。
鎖状エーテルの含有量は、非水電解液において0.1〜70体積%が好ましく、0.2〜60体積%がより好ましく、0.5〜50体積%がさらに好ましい。鎖状エーテルの含有量を0.1体積%以上とすることにより、低温特性をより向上でき、また導電率をより向上できる。また、鎖状エーテルの含有量を50体積%以下とすることにより、電池を高温放置した場合に蒸気圧が高くなりすぎることを低減することができる。
非水電解液は、上記一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物以外のリン酸エステルまたはフッ素含有リン酸エステルを含むことができる。リン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチルなどが挙げられる。フッ素含有リン酸エステルとしては、例えば、リン酸2,2,2−トリフルオロエチルジメチル、リン酸ビス(トリフルオロエチル)メチル、リン酸ビストリフルオロエチルエチル、リン酸トリス(トリフルオロメチル)、リン酸ペンタフルオロプロピルジメチル、リン酸ヘプタフルオロブチルジメチル、リン酸トリフルオロエチルメチルエチル、リン酸ペンタフルオロプロピルメチルエチル、リン酸ヘプタフルオロブチルメチルエチル、リン酸トリフルオロエチルメチルプロピル、リン酸ペンタフルオロプロピルメチルプロピル、リン酸ヘプタフルオロブチルメチルプロピル、リン酸トリフルオロエチルメチルブチル、リン酸ペンタフルオロプロピルメチルブチル、リン酸ヘプタフルオロブチルメチルブチル、リン酸トリフルオロエチルジエチル、リン酸ペンタフルオロプロピルジエチル、リン酸ヘプタフルオロブチルジエチル、リン酸トリフルオロエチルエチルプロピル、リン酸ペンタフルオロプロピルエチルプロピル、リン酸ヘプタフルオロブチルエチルプロピル、リン酸トリフルオロエチルエチルブチル、リン酸ペンタフルオロプロピルエチルブチル、リン酸ヘプタフルオロブチルエチルブチル、リン酸トリフルオロエチルジプロピル、リン酸ペンタフルオロプロピルジプロピル、リン酸ヘプタフルオロブチルジプロピル、リン酸トリフルオロエチルプロピルブチル、リン酸ペンタフルオロプロピルプロピルブチル、リン酸ヘプタフルオロブチルプロピルブチル、リン酸トリフルオロエチルジブチル、リン酸ペンタフルオロプロピルジブチル、リン酸ヘプタフルオロブチルジブチル、リン酸トリス(2,2,3,3−テトラフルオロプロピル)、リン酸トリス(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)、リン酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチル)(以下、TTFEPとも略す)、リン酸トリス(1H,1H−ヘプタフルオロブチル)、リン酸トリス(1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル)、等などが挙げられる。これらの中でも、高電位における電解液分解の抑制効果が高いことから、下記式(6)で表されるリン酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチル)が好ましい。フッ素含有リン酸エステルは、一種を単独で又は二種以上を併用して用いることができる。
Figure 0006292120
非水電解液としては、上記以外に以下のものを含んでいても良い。非水電解液は、例えば、γ−ブチロラクトン等のγ−ラクトン類、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、2、2−ジメチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル類等を含むことができる。また、その他にも、ジメチルスルホキシド、1,3−ジオキソラン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エチルエーテル、1,3−プロパンスルトン、アニソール、N−メチルピロリドンなどの非プロトン性有機溶媒を含んでも良い。また、これらの化合物の一部または全部の水素元素がフッ素で置換されたものでもよい。
支持塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiAlCl、LiClO、LiBF、LiSbF、LiCFSO、LiCSO、LiC(CFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiB10Cl10等のリチウム塩が挙げられる。また、支持塩としては、他にも、低級脂肪族カルボン酸リチウム、クロロボランリチウム、四フェニルホウ酸リチウム、LiBr、LiI、LiSCN、LiCl等が挙げられる。支持塩は、一種を単独で、または二種以上を組み合わせて用いることができる。
また、非水電解液にイオン伝導性ポリマーを添加することができる。イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、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、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン等を挙げることができる。また、イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、ポリビニリデンフルオライド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルフルオライド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンアシパミド、ポリカプロラクタム、ポリウレタン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、ポリスチレン、若しくはポリイソプレン、又はこれらの誘導体を挙げることができる。イオン伝導性ポリマーは、一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。また、上記ポリマーを構成する各種モノマーを含むポリマーを用いてもよい。
(正極)
本実施形態において、リチウム二次電池の正極は、高エネルギー密度を得る観点から、リチウム金属に対して4.5V以上の電位でリチウムイオンを吸蔵または放出可能な正極活物質(以下、「高電位で動作する正極活物質」と記載することもある)を含む。
この正極活物質は、その充放電曲線の少なくとも充電曲線が、リチウム金属に対して4.5V以上の領域を少なくとも一部に有するものを用いることができる。すなわち、充電曲線のみにリチウム金属に対して4.5V以上の領域を少なくとも一部に有する活物質、または充電曲線および放電曲線の両方にリチウム金属に対して4.5V以上の領域を少なくとも一部に有する活物質を用いることができる。
この充放電曲線の測定条件としては、充放電電流を正極活物質の質量あたりで5mA/g、充電終止電圧を5.2V、放電終止電圧を3Vに設定することができる。
このような高電位で動作する正極活物質としては、スピネル系材料、層状系材料、オリビン系材料が挙げられる。
スピネル系材料としては、LiNi0.5Mn1.5、この材料の一部を他元素で置換して寿命を高めたLiNiMn2−x−y(0.4<x<0.6、Mは、Li、Al、B、Mg,Si,遷移金属などから選ばれる少なくとも一種を含む。0<y<0.5)などが挙げられる。
特に、4.5V以上のような高い電圧で動作し、高エネルギー密度を有するという点で、
Li(MMn2−x−y)(O4−w) (2)
(式(2)中、0.4<x<1.1、0≦y、x+y<2、0≦a≦1.2、0≦w≦1である。Mは、Co、Ni、Fe、Cr及びCuからなる群より選ばれる少なくとも一種である。Yは、Li、B、Na、Al、Mg、Ti、Si、K及びCaからなる群より選ばれる少なくとも一種である。Zは、F及びClからなる群より選ばれる少なくとも一種である。)が好ましい。
層状系の材料は、一般式LiMOで表される。具体的には、LiNi1−x(Mは少なくともCoまたはAlを含む元素、0.05<x<0.7)などである。リチウムに対して4.5V以上のような高い電圧で動作し、高エネルギー密度を有するという点で、
Li(M1−zMn)O (4)
(式(4)中、0.7≧z≧0.33、MがLi、Co及びNiのうちの少なくとも一種である。)、
Li(Li1−x−zMn)O (5)
(式(5)中、0.3>x≧0.1、0.7≧z≧0.33、MはCo、Fe及びNiのうちの少なくとも一種である。)などが好ましい。
オリビン系の材料は、一般式LiMPOで表される。具体的には、LiFePO、LiMnPO、LiCoPOなどが挙げられる。これらの一部を別の元素で置換したり、酸素部分をフッ素で置き換えられたりしたものも使用できる。リチウムに対して4.5V以上のような高い電圧で動作し、高エネルギー密度を有するという点で
LiMPO (3)
(式(3)中、MがCo及びNiのうちの少なくとも一種である。)
が好ましい。
また、上記リチウム金属に対して4.5V以上の電位でリチウムイオンを吸蔵または放出可能な正極活物質に加え、そのほかの正極活物質を併用してもよい。そのほかの正極活物質として、例えば、LiMnのMnの一部を置換して寿命を高めたリチウムに対して4V付近で動作するLiMn2−x(0<x<0.3、Mは、Li、Al、B、Mg,Si,遷移金属などから選ばれる少なくとも一種を含む。)、LiCoO等が挙げられる。
このほかにも、NASICON型、リチウム遷移金属シリコン複合酸化物、などを使用することができる。
高電位で動作する正極活物質とその他の正極活物質とを併用する場合、正極活物質全体における高電位で動作する上記正極活物質の含有率は、60質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。
これらの正極活物質の比表面積は、例えば0.01〜5m/gであり、0.05〜4m/gが好ましく、0.1〜3m/gがより好ましく、0.2〜2m/gがさらに好ましい。比表面積をこのような範囲とすることにより、電解液との接触面積を適当な範囲に調整することができる。つまり、比表面積を0.01m/g以上とすることにより、リチウムイオンの挿入脱離がスムーズに行われ易くなり、抵抗をより低減することができる。また、比表面積を5m/g以下とすることにより、電解液の分解が促進することや、活物質の構成元素が溶出することをより抑制することができる。
前記リチウムマンガン複合酸化物の中心粒径は、0.01〜50μmであることが好ましく、0.02〜40μmがより好ましい。粒径を0.01μm以上、好ましくは0.02μm以上とすることにより、正極材料の構成元素の溶出をより抑制でき、また、電解液との接触による劣化をより抑制できる。また、粒径を50μm以下とすることにより、リチウムイオンの挿入脱離がスムーズに行われ易くなり、抵抗をより低減することができる。評価はレーザー回折・散乱式粒度分布測定装置によって測定できる。
正極用結着剤としては、負極用結着剤と同様のものと用いることができる。中でも、汎用性や低コストの観点から、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)が好ましい。使用する正極用結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、正極活物質100質量部に対して、1〜10質量部が好ましい。そのほかの材料としては、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド等が挙げられる。
正極集電体としては、特に制限されるものではないが、電気化学的な安定性から、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、鉄、およびそれらの合金が好ましい。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。
正極活物質を含む正極活物質層には、インピーダンスを低下させる目的で、導電補助材を添加してもよい。導電補助材としては、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質微粒子が挙げられる。
(負極)
負極は、負極活物質として、リチウムを吸蔵及び放出し得る材料を含むものであれば特に限定されない。
負極活物質としては、特に制限されるものではなく、例えば、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る炭素材料(a)、リチウムと合金可能な金属(b)、又はリチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属酸化物(c)等が挙げられる。
炭素材料(a)としては、黒鉛、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、カーボンナノチューブ、またはこれらの複合物を用いることができる。ここで、結晶性の高い黒鉛は、電気伝導性が高く、銅などの金属からなる負極集電体との接着性および電圧平坦性が優れている。一方、結晶性の低い非晶質炭素は、体積膨張が比較的小さいため、負極全体の体積膨張を緩和する効果が高く、かつ結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きにくい。炭素材料(a)は、それ単独で又はその他の物質と併用して用いることができる。炭素材料(a)は、それ単独でまたはその他の物質と併用して用いることができるが、負極活物質中2質量%以上80質量%以下の範囲であることが好ましく、2質量%以上30質量%以下の範囲であることがより好ましい。
金属(b)としては、Al、Si、Pb、Sn、Zn、Cd、Sb、In、Bi、Ag、Ba、Ca、Hg、Pd、Pt、Te、La等を主体とした金属、又はこれらの2種以上の合金、あるいはこれら金属又は合金とリチウムとの合金等を用いることができる。特に、金属(b)としてシリコン(Si)を含むことが好ましい。金属(b)は、それ単独で又はその他の物質と併用して用いることができるが、負極活物質中5質量%以上90質量%以下の範囲であることが好ましく、20質量%以上50質量%以下の範囲であることがより好ましい。
金属酸化物(c)としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化リチウム、またはこれらの複合物を用いることができる。特に、金属酸化物(c)として酸化シリコンを含むことが好ましい。これは、酸化シリコンは、比較的安定で他の化合物との反応を引き起こしにくいからである。また、金属酸化物(c)に、窒素、ホウ素およびイオウの中から選ばれる一種または二種以上の元素を、例えば0.1〜5質量%添加することもできる。こうすることで、金属酸化物(c)の電気伝導性を向上させることができる。金属酸化物(c)は、それ単独で又はその他の物質と併用して用いることができるが、負極活物質中5質量%以上90質量%以下の範囲であることが好ましく、40質量%以上70質量%以下の範囲であることがより好ましい。
金属酸化物(c)の具体例としては、例えば、LiFe、WO、MoO、SiO、SiO、CuO、SnO、SnO、Nb、LiTi2−x(1≦x≦4/3)、PbO、Pb等が挙げられる。
また、負極活物質としては、他にも、例えば、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る金属硫化物を含んでもよく、金属硫化物としては、例えば、SnSやFeS等が挙げられる。また、負極活物質としては、他にも、例えば、金属リチウム若しくはリチウム合金、ポリアセン若しくはポリチオフェン、又はLi(LiN)、LiMnN、LiFeN、Li2.5Co0.5N若しくはLiCoN等の窒化リチウム等を挙げる事ができる。
以上の負極活物質は、単独でまたは二種以上を混合して用いることができる。負極活物質は平均粒径が0.1μm以上50μm以下であることが好ましい。小さすぎると電極塗工が困難となり、大きすぎると電極の凹凸が大きくなり、電極の平坦性が保てなくなるためである。
負極中の負極活物質の質量比は、70質量%以上99.5質量%以下であることが好ましい。大きすぎると、負極用結着剤等の量などが小さくなるため、電極の剥離などの問題が生じる。小さすぎるとエネルギー密度の面で不利となる。より好ましくは80質量%以上99質量%以下である。
負極用結着剤としては、特に制限されるものではないが、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド等が挙げられる。
負極結着剤の含有量は、負極活物質と負極結着剤の総量に対して0.5〜30質量%の範囲であることが好ましく、1〜25質量%であることがより好ましい。0.5質量%以上とすることにより、活物質同士あるいは活物質と集電体との密着性が向上し、サイクル特性が良好になる。また、30質量%以下とすることにより、活物質比率が向上し、負極容量を向上することができる。
負極集電体としては、特に制限されるものではないが、電気化学的な安定性から、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、およびそれらの合金が好ましい。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。
負極は、負極集電体上に、負極活物質と負極用結着剤を含む負極活物質層を形成することで作製することができる。負極活物質層の形成方法としては、ドクターブレード法、ダイコーター法、CVD法、スパッタリング法などが挙げられる。予め負極活物質層を形成した後に、蒸着、スパッタ等の方法でアルミニウム、ニッケルまたはそれらの合金の薄膜を形成して、負極集電体としてもよい。
(セパレータ)
二次電池は、その構成として正極、負極、セパレータ、及び非水電解質との組み合わせからなることができる。セパレータとしては、例えば、織布、不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系、ポリイミド、多孔性ポリフッ化ビニリデン膜等の多孔性ポリマー膜、又はイオン伝導性ポリマー電解質膜等が挙げられる。これらは単独または組み合わせで使用することができる。
(電池の形状)
電池の形状としては、例えば、円筒形、角形、コイン型、ボタン型、ラミネート型等が挙げられる。電池の外装体としては、例えば、ステンレス、鉄、アルミニウム、チタン、又はこれらの合金、あるいはこれらのメッキ加工品等が挙げられる。メッキとしては例えばニッケルメッキを用いることができる。電池がラミネート型の場合は、外装体としてラミネート樹脂フィルムが好ましい。
ラミネート型に用いるラミネート樹脂フィルムとしては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン箔等が挙げられる。金属ラミネート樹脂フィルムの熱溶着部の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性高分子材料が挙げられる。また、金属ラミネート樹脂層や金属箔層はそれぞれ1層に限定されるものではなく2層以上であっても構わない。
以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明するが、本発明は、本実施例に限定されるものではなく、その主旨を超えない範囲において適宜変更して実施することが可能である。図1は本実施例で作製したリチウム二次電池の構成を示す模式図である。
図1に示すように、リチウム二次電池は、アルミニウム箔等の金属からなる正極集電体3上に正極活物質を含有する正極活物質層1と、銅箔等の金属からなる負極集電体4上に負極活物質を含有する負極活物質層2と、を有する。正極活物質層1及び負極活物質層2は、電解液、およびこれを含む不織布やポリプロピレン微多孔膜などからなるセパレータ5を介して対向して配置されている。図1において、6及び7は外装体、8は負極タブ、9は正極タブを示す。
<実施例1>
正極活物質としてのLiNi0.5Mn1.5(90質量%)と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(5質量%)と、導電剤としてカーボンブラック(5質量%)と、を混合して正極合剤とした。該正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンに分散させることにより、正極用スラリーを調製した。この正極用スラリーを厚さ20μmのアルミニウム製集電体の片面に、均一に塗布した。単位面積当たりの初回充電容量が2.5mAh/cmとなるように塗布膜の厚さを調整した。乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成型することにより正極を作製した。
負極活物質としては人造黒鉛を用いた。人造黒鉛を、PVDFを溶かしたN−メチルピロリドンに分散させ、負極用スラリーを調製した。負極活物質と結着剤の質量比は90/10とした。この負極用スラリーを厚さ10μmのCu集電体上に均一に塗布した。初回充電容量が3.0mAh/cmとなるように塗布膜の厚さを調整した。乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成型することにより負極を作製した。
3cm×3cmに切り出した正極と負極を、セパレータを介して対向するように配置させた。セパレータには、厚さ25μmの微多孔性ポリプロピレンフィルムを用いた。
非水電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、リン酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチル)(TTFEP)と、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とを30/50/20の体積比で混合した溶液を用いた。この非水電解液にLiPFを0.9mol/lの濃度で溶解させ、さらに、下記式:
O=P(O−CHCF(O−C−O−CHCF) (Sample1)
で表される電解液添加剤(Sample1)を電解液中0.01質量%加えて非水電解液を調製した。
上記の正極、負極、セパレータ、及び電解液を、ラミネート外装体の中に配置し、ラミネートを封止し、リチウム二次電池を作製した。正極と負極は、タブが接続され、ラミネートの外部から電気的に接続された状態とした。
この電池を、20mAで充電し、上限電圧が4.8Vに達した後は、全充電時間が2.5時間になるまで定電圧で充電した。その後、20mAで下限電圧3Vになるまで定電流で放電した。この充放電を100回繰り返した。セルは45℃の恒温槽内に配置し、充放電を行った。1サイクル目の放電容量と100サイクル目の放電容量の比率(容量維持率)の結果を表1に示す。
<実施例2〜10、比較例1〜2>
非水電解液に添加する添加剤の種類と添加量を表1に示すように変えた以外は実施例1と同様にリチウム二次電池を製造しその評価を行った。なお、表1に記載した電解液添加剤の化学式は下記のとおりである。
(Sample1) O=P(O−CHCF(O−C−O−CHCF)、
(Sample2) O=P(O−C(O−C−O−CH)、
(Sample3) O=P(O−CHCF(O−CHCF−O−CF)、
(Sample4) O=P(O−CHCF(O−C−O−CHCHF)
Figure 0006292120
表1に示すように、フッ素を含有し、かつ、エーテル結合を持つリン酸エステルを添加することによって、サイクル特性を改善できることがわかった。また、添加量としては、少なくとも、0.01質量%以上5質量%以下の範囲で効果があることを確認した。比較例2の場合は容量維持率が低下したが、動作電位の高い正極活物質を使ったために、フッ素原子を含有しない添加剤(Sample2)が正極側で反応し容量が低下したものと考えられる。したがって、高電圧で動作する正極活物質においては、添加剤にフッ素元素を含むことによって耐酸化性が向上し、寿命特性の改善効果が得られたと考えられる。このようにリチウムに対して4.5V以上で動作するような正極活物質を含む正極を備えたリチウム二次電池において、一般式(1)で示す化合物を非水電解液に含むと、寿命改善効果が高くなると考えられる。
<比較例3、実施例11>
正極活物質としてLi(Li0.15Ni0.2Co0.1Mn0.55)Oを用い、さらに、非水電解液に添加する添加剤の種類と添加量を表2に示すように変えた以外は実施例1と同様にリチウム二次電池を製造しその評価を行った。結果を表2に示す。
<比較例4、実施例12>
正極活物質としてLiCoPOを用い、非水電解液に添加する添加剤の種類と添加量を表2に示すように変え、さらに充電電圧と放電電圧をそれぞれ5.0Vと3.0Vに設定した以外は、実施例1と同様にリチウム二次電池を製造しその評価を行った。結果を表2に示す。
Figure 0006292120
表2に示すように、正極材料を変えても同様の効果が得られた。
以上に示すように、本実施形態により、高い動作電圧で高エネルギー密度のリチウム二次電池において、サイクル特性を改善することができる。また、高温におけるサイクル特性も改善できる。
1 正極活物質層
2 負極活物質層
3 正極集電体
4 負極集電体
5 セパレータ
6 ラミネート外装体
7 ラミネート外装体
8 負極タブ
9 正極タブ

Claims (7)

  1. 正極活物質を含む正極と、非水電解液と、を有するリチウム二次電池であって、
    前記非水電解液は、下記一般式(1):

    O=P(O−R)(O−R)(O−R) (1)
    [式(1)において、R、RおよびRは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基(Rはアルキレン基を示し、Rは、アルキル基を示す)であり、R〜Rは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよく、
    ,RおよびRのうち、少なくとも一つが、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基であり、かつ、
    ,RおよびRのうち、少なくとも一つがフッ素を含有している。]
    で表されるリン酸エステル化合物を含み、
    前記正極活物質は、リチウムに対して4.5V以上の充放電領域を有することを特徴とするリチウム二次電池。
  2. 前記一般式(1)中のR,R,およびRの炭素数は、それぞれ独立に、1以上6以下であることを特徴とする請求項1に記載のリチウム二次電池。
  3. 前記一般式(1)中のR,R,およびRに含まれる水素原子とフッ素原子の総数のうち、フッ素原子の割合が30%以上であることを特徴とする請求項1または2に記載のリチウム二次電池。
  4. 前記一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物が、非水電解液中に、0.01質量%以上5質量%以下の範囲で含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。
  5. 前記正極活物質が、下記式(2)、(3)、(4)又は(5)で表されるリチウム金属複合酸化物を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。
    Li(MMn2−x−y)(O4−w) (2)
    (式(2)中、0.4<x<1.1、0≦y、x+y<2、0≦a≦1.2、0≦w≦1である。Mは、Co、Ni、Fe、Cr及びCuからなる群より選ばれる少なくとも一種である。Yは、Li、B、Na、Al、Mg、Ti、Si、K及びCaからなる群より選ばれる少なくとも一種である。Zは、F及びClからなる群より選ばれる少なくとも一種である。)

    LiMPO (3)
    (式(3)中、MがCo及びNiのうちの少なくとも一種である。)

    Li(M1−zMn)O (4)
    (式(4)中、0.7≧z≧0.33、MがLi、Co及びNiのうちの少なくとも一種である。)

    Li(Li1−x−zMn)O (5)
    (式(5)中、0.3>x≧0.1、0.7≧z≧0.33、MはCo、Fe及びNiのうちの少なくとも一種である。)
  6. リチウムに対して4.5V以上の充放電領域を有する正極活物質を有する正極と、負極と、下記一般式(1)で表されるリン酸エステル化合物を含む非水電解液と、を外装体の中に封入する工程を含むリチウム二次電池の製造方法。
    O=P(O−R)(O−R)(O−R) (1)
    [式(1)において、R、RおよびRは、それぞれ独立に、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基(Rはアルキレン基を示し、Rは、アルキル基を示す)であり、R〜Rは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよく、
    ,RおよびRのうち、少なくとも一つが、−R−O−Rで表されるエーテル結合を含む基であり、かつ、
    ,RおよびRのうち、少なくとも一つがフッ素を含有している。]
  7. 前記非水電解液が、さらに、リン酸2,2,2−トリフルオロエチルジメチル、リン酸ビス(トリフルオロエチル)メチル、リン酸ビストリフルオロエチルエチル、リン酸トリス(トリフルオロメチル)、リン酸ペンタフルオロプロピルジメチル、リン酸ヘプタフルオロブチルジメチル、リン酸トリフルオロエチルメチルエチル、リン酸ペンタフルオロプロピルメチルエチル、リン酸ヘプタフルオロブチルメチルエチル、リン酸トリフルオロエチルメチルプロピル、リン酸ペンタフルオロプロピルメチルプロピル、リン酸ヘプタフルオロブチルメチルプロピル、リン酸トリフルオロエチルメチルブチル、リン酸ペンタフルオロプロピルメチルブチル、リン酸ヘプタフルオロブチルメチルブチル、リン酸トリフルオロエチルジエチル、リン酸ペンタフルオロプロピルジエチル、リン酸ヘプタフルオロブチルジエチル、リン酸トリフルオロエチルエチルプロピル、リン酸ペンタフルオロプロピルエチルプロピル、リン酸ヘプタフルオロブチルエチルプロピル、リン酸トリフルオロエチルエチルブチル、リン酸ペンタフルオロプロピルエチルブチル、リン酸ヘプタフルオロブチルエチルブチル、リン酸トリフルオロエチルジプロピル、リン酸ペンタフルオロプロピルジプロピル、リン酸ヘプタフルオロブチルジプロピル、リン酸トリフルオロエチルプロピルブチル、リン酸ペンタフルオロプロピルプロピルブチル、リン酸ヘプタフルオロブチルプロピルブチル、リン酸トリフルオロエチルジブチル、リン酸ペンタフルオロプロピルジブチル、リン酸ヘプタフルオロブチルジブチル、リン酸トリス(2,2,3,3−テトラフルオロプロピル)、リン酸トリス(2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル)、リン酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチル)、リン酸トリス(1H,1H−ヘプタフルオロブチル)、およびリン酸トリス(1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル)からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のリチウム二次電池。
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