JP6668848B2 - リチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6668848B2 JP6668848B2 JP2016051209A JP2016051209A JP6668848B2 JP 6668848 B2 JP6668848 B2 JP 6668848B2 JP 2016051209 A JP2016051209 A JP 2016051209A JP 2016051209 A JP2016051209 A JP 2016051209A JP 6668848 B2 JP6668848 B2 JP 6668848B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- negative electrode
- positive electrode
- composite oxide
- secondary battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 50
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims description 50
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 69
- ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Mn].[Li] Chemical compound [Ni].[Mn].[Li] ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 36
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000002345 surface coating layer Substances 0.000 claims description 31
- SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N lithium titanium Chemical compound [Li].[Ti] SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 29
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 24
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 24
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 23
- PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M lithium fluoride Chemical compound [Li+].[F-] PQXKHYXIUOZZFA-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 19
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 claims description 16
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 32
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 24
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 19
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 19
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 18
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 18
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 15
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 13
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 13
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 8
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 8
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 7
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 7
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 7
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 7
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 6
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 6
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 5
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 5
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 4
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N Dichloromethane Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 238000007561 laser diffraction method Methods 0.000 description 3
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 3
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 3
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 3
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YBJCDTIWNDBNTM-UHFFFAOYSA-N 1-methylsulfonylethane Chemical compound CCS(C)(=O)=O YBJCDTIWNDBNTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DRVMZMGCPWFDBI-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-trifluoroethyl dihydrogen phosphate Chemical compound OP(O)(=O)OCC(F)(F)F DRVMZMGCPWFDBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 2
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002099 LiNi0.5Mn1.5O4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000010281 constant-current constant-voltage charging Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COORVRSSRBIIFJ-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy]-1-methoxyethanol;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.COC(O)COCCOCCO COORVRSSRBIIFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000925 Cd alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018871 CoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000089 Cyclic olefin copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010941 LiFSI Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013398 LiN(SO2CF2CF3)2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006561 Li—F Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052789 astatine Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003174 cellulose-based polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000005676 cyclic carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N dimethoxymethane Chemical compound COCOC NKDDWNXOKDWJAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002391 heterocyclic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000010220 ion permeability Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229920003049 isoprene rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910003473 lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide Inorganic materials 0.000 description 1
- VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(fluorosulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FS(=O)(=O)[N-]S(F)(=O)=O VDVLPSWVDYJFRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N lithium;bis(trifluoromethylsulfonyl)azanide Chemical compound [Li+].FC(F)(F)S(=O)(=O)[N-]S(=O)(=O)C(F)(F)F QSZMZKBZAYQGRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 125000002560 nitrile group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006864 oxidative decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002589 poly(vinylethylene) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920000346 polystyrene-polyisoprene block-polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000468 styrene butadiene styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
この電池では、正極活物質として充電状態における電圧が高くなる活物質を用いることで、電池の高エネルギー密度化を達成している。また、負極の充電状態における電圧がLi/Li+に対して約1.5Vと高いために、充電状態において分子構造内に吸蔵されるリチウムの活性度が低く、電解質の還元が抑えられている。そして、電解質を構成する溶媒、支持電解塩等が酸素を含有する化合物であっても、負極活物質は酸化物であるから、これらが反応して電解質と負極との界面に酸化物被膜が生成することを抑えて、電池の自己放電を抑制している。
この電池では、半充電状態の負極についてX線光電子分光法を用いて定量することで、フッ化物層の量を特定の範囲内に定めている。特定量のフッ化物層を表面に有する負極上では、高温貯蔵下でも非水電解質の分解を抑制できるとされている。
リチウムチタン複合酸化物を負極活物質として含む負極と、
リチウム塩を溶解した有機溶媒を含む電解液と、を備え、
前記電解液は、ジメチルカーボネートを含み、前記電解液の全量に対する前記ジメチルカーボネートの含有率が70体積%を超え、
前記負極上に、無機成分を含む表面皮膜層を有し、前記表面皮膜層の厚みが45nm以下であるリチウムイオン二次電池。
本明細書中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本明細書中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本明細書において各成分の含有率は、各成分に該当する物質が複数種存在する場合、特に断らない限り、当該複数種の物質の合計の含有率を意味する。
本明細書において各成分の粒径は、各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、特に断らない限り、当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。
本明細書において「層」との語には、当該層が存在する領域を観察したときに、当該領域の全体に形成されている場合に加え、当該領域の一部にのみ形成されている場合も含まれる。
本明細書において「積層」との語は、層を積み重ねることを示し、二以上の層が結合されていてもよく、二以上の層が着脱可能であってもよい。
本明細書において、正極合材又は負極合材の「固形分」とは、正極合材又は負極合材から有機溶剤等の揮発性成分を除いた残りの成分を意味する。
本実施形態のリチウムイオン二次電池は、リチウムマンガンニッケル複合酸化物を正極活物質として含む正極と、リチウムチタン複合酸化物を負極活物質として含む負極と、リチウム塩を溶解した有機溶媒を含む電解液と、を備え、前記電解液は、ジメチルカーボネートを含み、前記電解液の全量に対する前記ジメチルカーボネートの含有率が70体積%を超え、前記負極上に、無機成分を含む表面皮膜層を有し、前記表面皮膜層の厚みが45nm以下である。
本実施形態のリチウムイオン二次電池では、リチウムマンガンニッケル複合酸化物を含む正極活物質が用いられる。
リチウムマンガンニッケル複合酸化物は、いずれの結晶型であってもよく、スピネル構造のリチウムマンガンニッケル複合酸化物であることが好ましい。スピネル構造のリチウムマンガンニッケル複合酸化物は、LiNiXMn2−XO4(0.3<X<0.7)で表される化合物であることが好ましく、LiNiXMn2−XO4(0.4<X<0.6)で表される化合物であることがより好ましく、安定性の観点からはLiNi0.5Mn1.5O4であることが更に好ましい。
また、過剰のリチウムをスピネル構造のリチウムマンガンニッケル複合酸化物の結晶内に存在させてもよい。更には、スピネル構造のリチウムマンガンニッケル複合酸化物のOサイトに欠損を生じさせたものを用いることもできる。
スピネル構造のリチウムマンガンニッケル複合酸化物のOサイトを置換することのできる他の元素としては、例えば、F及びBを挙げることができる。スピネル構造のリチウムマンガンニッケル複合酸化物のOサイトは、1種又は2種以上のこれらの元素で置換することができる。これらの置換可能な元素のうち、スピネル構造のリチウムマンガンニッケル複合酸化物の結晶構造の更なる安定化の観点からは、Fを用いるのが好ましい。
リチウムマンガンニッケル複合酸化物のBET比表面積は、0.05m2/g以上2.9m2/g未満であることが好ましく、0.05m2/g以上2.8m2/g未満であることがより好ましく、0.08m2/g以上1.5m2/g未満であることが更に好ましく、0.1m2/g以上0.3m2/g未満であることが特に好ましい。
前処理では、0.05gの測定試料を投入した測定用セルを、真空ポンプで10Pa以下に減圧した後、110℃で加熱し、3時間以上保持した後、減圧した状態を保ったまま常温(25℃)まで自然冷却する。この前処理を行った後、評価温度を77Kとし、評価圧力範囲を相対圧(飽和蒸気圧に対する平衡圧力)にて1未満として測定する。
なお、メジアン径D50は、レーザー回折・散乱法により得られた粒度分布から求めることができる。具体的には、純水中に1質量%となるようにリチウムマンガンニッケル複合酸化物を投入し、超音波で15分間分散し、その後、レーザー回折・散乱法により測定する。
リチウムマンガンニッケル複合酸化物以外のその他の正極活物質としては、例えば、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoyNi1−yO2、LixCoyM1 1−yOz(式中、M1はNa、Mg、Sc、Y、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、V、及びBからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を示す。)、LixNi1−yM2 yOz(式中、M2はNa、Mg、Sc、Y、Fe、Co、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、V、及びBからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を示す。)、LixMn2O4、及びLixMn2−yM3 yO4(式中、M3はNa、Mg、Sc、Y、Fe、Co、Cu、Zn、Al、Cr、Pb、Sb、V、及びBからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を示す。)が挙げられる。ここで、各式中、xは0〜1.2であり、yは0〜0.9であり、zは2.0〜2.3である。リチウムのモル比を示すx値は、充放電により増減する。
その他の正極活物質のBET比表面積は、リチウムマンガンニッケル複合酸化物と同様の方法により、測定できる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池では、リチウムチタン複合酸化物を含む負極活物質が用いられる。
リチウムチタン複合酸化物は、いずれの結晶型であってもよく、スピネル構造のリチウムチタン複合酸化物であることが好ましい。スピネル構造のリチウムチタン複合酸化物の基本的な組成式は、Li[Li1/3Ti5/3]O4で表される。
また、過剰のリチウムをスピネル構造のリチウムチタン複合酸化物の結晶内に存在させてもよい。更には、スピネル構造のリチウムチタン複合酸化物のOサイトに欠損を生じさせたものを用いることもできる。
スピネル構造のリチウムチタン複合酸化物のOサイトを置換することのできる元素としては、例えば、F及びBを挙げることができる。スピネル構造のリチウムチタン複合酸化物のOサイトは、1種又は2種以上のこれらの元素で置換することができる。
リチウムチタン複合酸化物のBET比表面積は、リチウムマンガンニッケル複合酸化物と同様の方法により、測定できる。
リチウムチタン複合酸化物の粒子のメジアン径D50は、リチウムマンガンニッケル複合酸化物と同様の方法により、測定できる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池は、少なくとも、正極と、負極と、電解液と、を備える。正極と負極との間には、セパレータを介在させてもよい。
正極は、例えば、集電体と、集電体の両面又は片面に形成された正極合材層とを有する。正極合材層は、上述の正極活物質を含有する。
正極合材層の密度は、エネルギー密度及び入出力特性の観点から、1.8g/cm3〜3.3g/cm3であることが好ましく、2.0g/cm3〜3.2g/cm3であることがより好ましく、2.2g/cm3〜2.8g/cm3であることが更に好ましい。
負極は、例えば、集電体と、集電体の両面又は片面に形成された負極合材層とを有する。負極合材層は、上述の負極活物質を含有する。
負極合材の固形分全量を基準とする導電材の含有率の範囲は次のとおりである。範囲の下限は、入出力特性の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは1質量%以上である。上限は、電池容量の観点から、好ましくは45質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。
負極合材の固形分全量を基準とする結着材の含有率の範囲は次のとおりである。範囲の下限は、負極活物質を充分に結着して負極の機械的強度を高め、充放電サイクル特性等の電池性能を安定化させる観点からは、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1質量%以上である。上限は、電池容量及び導電性を向上させる観点からは、好ましくは40質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは15質量%以下である。
表面皮膜層の厚みは、初期充放電の終止電圧を調整したり、初期充放電の環境温度を調整したりすることで、調節することができる。例えば、初期充電の終止電圧を上げると、表面皮膜層の厚みが厚くなる傾向にある。また、初期充放電の環境温度を所定の範囲内で高くすると、表面皮膜層の厚みが厚くなる傾向にある。ただし、表面皮膜層の厚みを調整する方法は、これらの方法に限らない。尚、本明細書における「表面皮膜層の厚み」は、初期充放電後の厚みを意味する。
セパレータは、正極及び負極の間を電子的には絶縁しつつもイオン透過性を有し、かつ、正極側における酸化性及び負極側における還元性に対する耐性を備えるものであれば特に制限はない。このような特性を満たすセパレータの材料(材質)としては、樹脂、無機物、ガラス繊維等が用いられる。
電解液は、リチウム塩(電解質)と、これを溶解する非水溶媒とを含む。
非水溶媒は、ジメチルカーボネート(DMC)を含む。前述したとおり、非水溶媒がジメチルカーボネートを含むことにより、充放電サイクル特性が向上する。
非水溶媒の全量中のジメチルカーボネートの含有率が80体積%以上であると、非水溶媒の正極近傍における酸化分解及び負極近傍における還元分解が抑制され、充放電サイクル特性が向上する。
なお、エチレンカーボネート、トリフルオロエチルホスフェート等の引火点が高い非水溶媒を用いることで、電解液を安全化することができるが、これらの非水溶媒は耐還元性に劣ることがある。そのため、ジメチルカーボネート以外の非水溶媒を用いる場合、非水溶媒の全量に対するこれらの非水溶媒の含有率を20体積%以下とすることで、充放電サイクル特性の低下を抑制できる傾向にある。
表面皮膜層中の無機成分としてLiFを含ませる場合には、リチウム塩として、フッ素を含有するリチウム塩を用いることが好ましい。これらのフッ素を含有するリチウム塩の中でも、非水溶媒に対する溶解性、リチウムイオン二次電池とした場合の充放電特性、出力特性、サイクル特性等を総合的に判断すると、LiPF6が好ましい。
添加材としては、リチウムイオン二次電池の電解液用の添加材であれば特に制限はない。具体的には、例えば、窒素、硫黄又は窒素及び硫黄を有する複素環化合物、環状カルボン酸エステル、フッ素含有環状カーボネート、含フッ素ホウ酸エステル、及びその他の分子内に不飽和結合を有する化合物が挙げられる。また、上記添加材以外に、求められる機能に応じて、過充電防止材、負極皮膜形成材、正極保護材、高入出力材等のその他の添加材を用いてもよい。
リチウムイオン二次電池は、円筒型、積層型、コイン型等、種々の形状とすることができる。いずれの形状であっても、一般的には、正極と負極の間にセパレータを介在させ電極体とし、正極の集電体及び負極の集電体から外部に通ずる正極端子及び負極端子までの間を、集電用リード等を用いて接続し、この電極体を電解液とともに電池ケースに密閉する。
また、負極容量とは、[負極の放電容量]を示し、正極容量とは、[正極の放電容量]を示す。[負極の放電容量]とは、負極活物質に挿入されているリチウムイオンが脱離されるときに充放電装置で算出されるものと定義する。また、[正極の放電容量]とは、正極活物質からリチウムイオンが脱離されるときに充放電装置で算出されるものと定義する。
「正極容量」及び「負極容量」は、上記電気化学セルにおいて、電圧範囲をそれぞれ4.95V〜3.5V及び2V〜1Vとし、定電流充電及び定電流放電時の電流密度を0.1mA/cm2とする上記充放電を行って評価した場合に得られる容量とする。
撹拌機、温度計、冷却管、及び窒素ガス導入管を装備した3リットルのセパラブルフラスコに、精製水1804gを仕込み、窒素ガス通気量200mL/分の条件下、撹拌しながら、74℃まで昇温した後、窒素ガスの通気を止めた。次いで、重合開始剤の過硫酸アンモニウム0.968gを精製水76gに溶かした水溶液を添加し、直ちに、ニトリル基含有単量体のアクリロニトリル183.8g、カルボキシ基含有単量体のアクリル酸9.7g(アクリロニトリル1モルに対して0.039モルの割合)、及び単量体のメトキシトリエチレングリコールアクリレート(新中村化学工業株式会社製、商品名:NKエステルAM−30G)6.5g(アクリロニトリル1モルに対して0.0085モルの割合)の混合液を、系の温度を74℃±2℃に保ちながら、2時間かけて滴下した。続いて、懸濁した反応系に、過硫酸アンモニウム0.25gを精製水21.3gに溶かした水溶液を追加添加し、84℃まで昇温した後、系の温度を84℃±2℃に保ちながら、2.5時間反応を進めた。その後、1時間かけて40℃まで冷却した後、撹拌を止めて一晩室温で放冷し、バインダ樹脂組成物が沈殿した反応液を得た。この反応液を吸引濾過し、回収した湿潤状態の沈殿を精製水1800gで3回洗浄した後、80℃で10時間真空乾燥して、単離及び精製し、バインダ樹脂組成物を得た。
正極活物質であるスピネル構造のリチウムマンガンニッケル複合酸化物(LiNi0.5Mn1.5O4)を93質量部に、導電材としてアセチレンブラック(電気化学工業株式会社製)を5質量部、結着材としてポリアクリロニトリル骨格にアクリル酸及び直鎖エーテル基を付加した共重合体(合成例1のバインダ樹脂組成物)を2質量部混合し、適量のN−メチル−2−ピロリドンを添加して混練することでペースト状の正極合材を得た。この正極合材を正極用の集電体である厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に実質的に均等かつ均質になるよう塗布した。その後、乾燥処理を施し、密度が2.4g/cm3になるまでプレスにより圧密化し、シート状の正極を得た。
(初期充放電)
リチウムイオン二次電池を作製した後、充放電装置(BATTERY TEST UNIT、株式会社IEM製)を用いて、環境温度25℃において電流値0.2C、充電終止電圧3.4Vで定電流充電し、次いで充電電圧3.4Vで電流値が0.01Cになるまで定電圧充電を行った。尚、電流値の単位として用いたCとは、“電流値(A)/電池容量(Ah)”を意味する。15分間休止後、電流値0.2C、放電終止電圧2.0Vで定電流放電を行った。前記の充放電条件で充放電を2回繰り返した後、電流値0.2C、充電終止電圧3.5Vで定電流充電し、次いで充電電圧3.5Vで電流値が0.01Cになるまで定電圧充電を行った。15分間休止後、電流値0.2C、放電終止電圧2.0Vで定電流放電を行った。このときの放電容量と、実施例1の放電容量とから、以下の式を用いて初期容量の相対値を算出した。
初期容量(%)=(放電容量/実施例1の放電容量)×100
初期充放電の容量を測定したリチウムイオン二次電池を用いて、50℃において電流値1C、充電終止電圧Vf(3.5V)で定電流充電した。15分間休止後、50℃で電流値1C、放電終止電圧2Vで定電流放電を行い、1サイクル目の放電容量を測定した(1サイクル放電容量)。最後に、15分間休止した。これらの充放電サイクルを合計で500サイクル繰り返して、500サイクル目の放電容量を測定した(500サイクル放電容量)。そして、以下の式から充放電サイクル特性を算出した。
充放電サイクル特性(%)=(500サイクル後の放電容量/1サイクル後の放電容量)×100
上記の充放電サイクル試験において200サイクル経過した後、25℃において電流値0.5C、充電終止電圧Vf(3.5V)で定電流充電した。その後、電流値0.5C、終止電圧2Vの定電流放電を行い、0.5C放電容量を測定した。次に電流値0.5C、充電終止電圧Vf(3.5V)で定電流充電した後、電流値5C、終止電圧2Vの定電流放電を行い、5C放電容量を測定した。各充電と各放電の間で15分間休止した。出力特性は以下の式を用いて計算した。
出力特性=5C放電容量/0.5C放電容量
上記の出力特性を測定した後、25℃において電流値0.5C、充電終止電圧Vf(3.5V)で定電流充電した。その後、電流値0.5C、終止電圧2Vの定電流放電を行い、0.5C充電容量を測定した。次に電流値5C、充電終止電圧Vf(3.5V)で定電流充電した後、電流値0.5C、終止電圧2Vの定電流放電を行い、5C充電容量を測定した。各充電と各放電の間には15分の間休止した。入力特性は以下の式を用いて計算した。
入力特性=5C充電容量/0.5C充電容量
初期充放電の容量を測定したリチウムイオン二次電池を解体し、負極をジメチルカーボネートで洗浄した。洗浄した負極は、12時間以上、真空乾燥した。これらの負極を所定の大きさに切り出し、トランスファーベッセル内に設置した。これらの作業は、アルゴン雰囲気の露点−70℃以下のグローブボックスで行った。X線光電子分光(XPS)測定は、以下の条件で測定した。
測定装置:PHI5000 VersaProbeII(アルバック・ファイ社製)
X線:単色AlKα線(1486.6eV)
検出角度:45°
分析面積直径:200μm
エッチングガス:アルゴン
加速電圧:4kV
正極と負極の容量比(負極容量/正極容量)が0.8となるように調整した正極と負極を用い、電解液として、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)を体積比(EC/DMC)で10/90の割合で含む混合溶媒に、1.7mol/LのLiPF6を加えて溶解したものを用いて、上述した方法により評価用電池を準備した。
容量比が1.0となるように調整した正極と負極を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
電解液として、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)を体積比(EC/DMC)で20/80の割合で含む混合溶媒を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
電解液として、エチレンカーボネート(EC)を含まずジメチルカーボネート(DMC)を含む[体積比(EC/DMC)で0/100の割合]以外は、実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
電解液として、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)を体積比(EC/DMC)で30/70の割合で含む混合溶媒を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
電解液として、混合溶媒に1.2mol/LのLiPF6を加えて溶解したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
電解液として、混合溶媒に2.0mol/LのLiPF6を加えて溶解したものを用いたこと以外は実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
初期充放電の環境温度を40℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
初期充放電の環境温度を50℃としたこと以外は、実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
電解液として、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)を体積比(EC/DMC)で25/75の割合で含む混合溶媒を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
電解液として、プロピレンカーボネート(PC)とメチルエチルカーボネート(MEC)を体積比(PC/MEC)で25/75の割合で含む混合溶媒を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、上述した方法により評価用電池を準備した。
また、実施例1、実施例6及び比較例3を比較すると、初期充放電の環境温度を適正化することで、表面皮膜層の厚みを45nm以下とすることができることが分かった。
Claims (3)
- リチウムマンガンニッケル複合酸化物を正極活物質として含む正極と、
リチウムチタン複合酸化物を負極活物質として含む負極と、
リチウム塩を溶解した有機溶媒を含む電解液と、を備え、
前記電解液は、ジメチルカーボネートを含み、前記電解液の全量に対する前記ジメチルカーボネートの含有率が70体積%を超え、
前記負極上に、無機成分を含む表面皮膜層を有し、前記表面皮膜層の厚みが45nm以下であり、
前記正極と前記負極との容量比(負極容量/正極容量)が0.7以上1未満であるリチウムイオン二次電池。 - 前記無機成分が、フッ化リチウムを含む請求項1に記載のリチウムイオン二次電池。
- 前記電解液のリチウム塩濃度が、1.2M以上である請求項1又は請求項2に記載のリチウムイオン二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016051209A JP6668848B2 (ja) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | リチウムイオン二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016051209A JP6668848B2 (ja) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | リチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017168258A JP2017168258A (ja) | 2017-09-21 |
JP6668848B2 true JP6668848B2 (ja) | 2020-03-18 |
Family
ID=59913632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016051209A Expired - Fee Related JP6668848B2 (ja) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | リチウムイオン二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6668848B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7325469B2 (ja) * | 2021-03-30 | 2023-08-14 | プライムプラネットエナジー&ソリューションズ株式会社 | 非水電解液二次電池の製造方法 |
CN113991054B (zh) * | 2021-10-29 | 2024-03-01 | 洛阳储变电***有限公司 | 一种用于锂电池的无锂负极片、锂电池 |
-
2016
- 2016-03-15 JP JP2016051209A patent/JP6668848B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017168258A (ja) | 2017-09-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6350673B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
TWI635640B (zh) | 鋰二次電池及鋰二次電池用電解液 | |
WO2018038122A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP6210166B2 (ja) | リチウムイオン電池 | |
EP3451437B1 (en) | Lithium ion secondary cell charging method, lithium ion secondary cell system, and power storage device | |
JP6838383B2 (ja) | 電気デバイス用正極及びそれを用いた電気デバイス、並びに電気デバイス用正極の製造方法 | |
US10957936B2 (en) | Lithium ion secondary battery | |
JP2017010716A (ja) | リチウムイオン電池及びリチウムイオン電池システム | |
JP6668848B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
WO2020202661A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP6406267B2 (ja) | リチウムイオン電池システム | |
JP2018063916A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2005293960A (ja) | リチウムイオン二次電池用負極およびリチウムイオン二次電池 | |
JP6766863B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP4120439B2 (ja) | リチウムイオン2次電池 | |
JP2017139087A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP5272810B2 (ja) | キャパシタ | |
WO2016171276A1 (ja) | リチウムイオン電池 | |
JP2004342626A (ja) | 非水電解液リチウム二次電池の低温放電特性向上方法 | |
JP2015187929A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2002313418A (ja) | 非水電解質及び非水電解質二次電池 | |
JP7031097B2 (ja) | リチウム二次電池の充放電方法 | |
JP2015201335A (ja) | リチウムイオン電池 | |
WO2014167613A1 (ja) | リチウムイオン二次電池の活物質およびそれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
JP2012079598A (ja) | 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池用負極活物質材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190118 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191002 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191112 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200109 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200128 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200210 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6668848 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |