JP7171683B2 - リチウムイオン二次電池の非水電解液およびリチウムイオン二次電池 - Google Patents
リチウムイオン二次電池の非水電解液およびリチウムイオン二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7171683B2 JP7171683B2 JP2020199331A JP2020199331A JP7171683B2 JP 7171683 B2 JP7171683 B2 JP 7171683B2 JP 2020199331 A JP2020199331 A JP 2020199331A JP 2020199331 A JP2020199331 A JP 2020199331A JP 7171683 B2 JP7171683 B2 JP 7171683B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- ion secondary
- secondary battery
- aqueous electrolyte
- compound
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
- H01M2300/0037—Mixture of solvents
- H01M2300/004—Three solvents
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
ここに開示されるリチウムイオン二次電池の非水電解液の好ましい一形態では、前記芳香族カルボン酸化合物が、安息香酸または2-ナフタレンカルボン酸であり、かつ前記ハロゲン化アリール化合物が、ヨード化アリール化合物である。このような構成によれば、析出した金属リチウムを無害化する効果が特に高くなる。
Ar1-COOH + Ar2-X → Ar1-Ar2 + CO2・・・(I)
<非水電解液の調製>
非水溶媒として、エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とジメチルカーボネート(DMC)とを、3:3:4の体積比で含む混合溶媒を準備した。この混合溶媒に、電解質塩としてLiPF6を1.16M(1.16mol/L)の濃度となるように添加した。また、芳香族カルボン酸化合物として、安息香酸、1-ナフタレンカルボン酸、2-ナフタレンカルボン酸のいずれかを添加し、または無添加とし、ハロゲン化アリール化合物として、ブロモベンゼン、ヨードベンゼン、2-ヨードナフタレンのいずれかを添加し、または無添加とした。芳香族カルボン酸化合物およびハロゲン化アリール化合物の濃度はそれぞれ、1.0mM(1.0mmol/L)とした。
正極活物質としてのLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(LNCM)と、導電材としてのアセチレンブラック(AB)と、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを、LNCM:AB:PVdF=87:10:3の質量比でN-メチルピロリドン(NMP)と混合し、正極活物質層形成用スラリーを調製した。このスラリーを、アルミニウム箔に塗布して乾燥することにより、正極活物質層を備える正極シートを作製した。なお、正極活物質層の寸法は、47mm×45mmとした。
上記作製した各評価用リチウムイオン二次電池に対して、3.0Vから4.25Vまで0.3Cの電流値での定電流充電および4.25Vから3.0Vまで0.3での定電流放電を1サイクルとする充放電を、30サイクル行った。その後、各評価用リチウムイオン二次電池を解体し、負極でのLi析出面積を求めた。求めた面積と下記式(1)とを用いて算出した値を、各試験例のLi析出抑制率(%)とした。評価結果を表1に示す。
式(1):Li析出抑制率(%)={(無添加の試験例*のLi析出面積-その他の試験例のLi析出面積)/無添加の試験例のLi析出面積}×100
(*無添加の試験例=芳香族カルボン酸化合物およびハロゲン化アリール化合物の両方を無添加とした試験例)
非水溶媒として、ECとEMCとDMCとを3:3:4の体積比で含む混合溶媒、テトラヒドロフラン(THF)、およびグライムを用意した。これらの非水溶媒に、LiPF6を1.16mol/Lの濃度となるように添加すると共に、安息香酸と2-ヨードナフタレンとをそれぞれ1.0mM(1.0mmol/L)の濃度となるように添加した。これらの非水電解液を用いて、上記と同様にして評価用リチウムイオン二次電池を作製し、上記と同様にして金属リチウム析出抑制評価を行った。結果を図3に示す。
非水溶媒として、ECとEMCとDMCとを、3:3:4の体積比で含む混合溶媒を準備した。この混合溶媒に、LiPF6を1.16mol/Lの濃度となるように添加すると共に、安息香酸と2-ヨードナフタレンとをそれぞれ、0.01mM(1.0mmol/L)、0.1mM、1.0mM、10mM、または100mMの濃度となるように添加して、非水電解液を作製した。これらの非水電解液を用いて、上記と同様にして、評価用リチウムイオン二次電池を作製し、上記と同様にして、金属リチウム析出抑制評価を行った。結果を図4に示す。
30 電池ケース
36 安全弁
42 正極端子
42a 正極集電板
44 負極端子
44a 負極集電板
50 正極シート(正極)
52 正極集電体
52a 正極活物質層非形成部分
54 正極活物質層
60 負極シート(負極)
62 負極集電体
62a 負極活物質層非形成部分
64 負極活物質層
70 セパレータシート(セパレータ)
80 非水電解液
100 リチウムイオン二次電池
Claims (5)
- 電解質塩としてのリチウム塩と、
非水溶媒と、
添加剤として、芳香族カルボン酸化合物およびハロゲン化アリール化合物と、
を含有する、
リチウムイオン二次電池の非水電解液。 - 前記芳香族カルボン酸化合物の濃度が、0.01mmol/L以上100mmol/L以下であり、かつ前記ハロゲン化アリール化合物の濃度が、0.01mmol/L以上100mmol/L以下である、請求項1に記載の非水電解液。
- 前記非水溶媒が、カーボネート類である、請求項1または2に記載の非水電解液。
- 前記芳香族カルボン酸化合物が、安息香酸または2-ナフタレンカルボン酸であり、かつ前記ハロゲン化アリール化合物が、ヨード化アリール化合物である、請求項1~3のいずれか1項に記載の非水電解液。
- 正極と、
負極と、
請求項1~4のいずれか1項に記載の非水電解液と、
を備えるリチウムイオン二次電池。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020199331A JP7171683B2 (ja) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | リチウムイオン二次電池の非水電解液およびリチウムイオン二次電池 |
US17/536,102 US20220173437A1 (en) | 2020-12-01 | 2021-11-29 | Nonaqueous electrolyte solution of lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery |
CN202111441985.8A CN114583259A (zh) | 2020-12-01 | 2021-11-30 | 锂离子二次电池的非水电解液和锂离子二次电池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020199331A JP7171683B2 (ja) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | リチウムイオン二次電池の非水電解液およびリチウムイオン二次電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022087412A JP2022087412A (ja) | 2022-06-13 |
JP7171683B2 true JP7171683B2 (ja) | 2022-11-15 |
Family
ID=81751555
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020199331A Active JP7171683B2 (ja) | 2020-12-01 | 2020-12-01 | リチウムイオン二次電池の非水電解液およびリチウムイオン二次電池 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20220173437A1 (ja) |
JP (1) | JP7171683B2 (ja) |
CN (1) | CN114583259A (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007258122A (ja) | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Hitachi Maxell Ltd | 非水二次電池およびその使用方法 |
JP2019165017A (ja) | 2013-04-04 | 2019-09-26 | ソルベー エスアー | 非水性電解質組成物 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09199168A (ja) * | 1996-01-17 | 1997-07-31 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
US6136477A (en) * | 1998-10-22 | 2000-10-24 | Wilson Greatbatch Ltd. | Nitrate additives for nonaqueous electrolyte rechargeable cells |
JP3512021B2 (ja) * | 2001-05-15 | 2004-03-29 | 株式会社日立製作所 | リチウム二次電池 |
KR100592248B1 (ko) * | 2003-10-24 | 2006-06-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 유기 전해액 및 이를 이용한 리튬 전지 |
US9048508B2 (en) * | 2007-04-20 | 2015-06-02 | Mitsubishi Chemical Corporation | Nonaqueous electrolytes and nonaqueous-electrolyte secondary batteries employing the same |
JP5286718B2 (ja) * | 2007-08-01 | 2013-09-11 | 宇部興産株式会社 | フェニルエステル及びリチウム二次電池用非水電解液並びにそれを用いたリチウム二次電池 |
JP6213468B2 (ja) * | 2012-06-29 | 2017-10-18 | 三菱ケミカル株式会社 | 非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液電池 |
CN105917516B (zh) * | 2014-03-14 | 2019-12-06 | 株式会社艾迪科 | 非水电解液及非水电解液二次电池 |
JP2016085885A (ja) * | 2014-10-27 | 2016-05-19 | 旭化成株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
CN106340671B (zh) * | 2015-07-08 | 2018-10-26 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 锂离子电池及其电解液 |
US10243241B2 (en) * | 2015-12-01 | 2019-03-26 | GM Global Technology Operations LLC | Lithium ion battery with transition metal ion traps |
CN109449486A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-03-08 | 苏州大学 | 一种电解液添加剂的应用 |
CN110890592B (zh) * | 2019-11-28 | 2021-03-26 | 华中科技大学 | 一种含芳香类化合物作为稀释剂的锂金属电池电解液 |
-
2020
- 2020-12-01 JP JP2020199331A patent/JP7171683B2/ja active Active
-
2021
- 2021-11-29 US US17/536,102 patent/US20220173437A1/en active Pending
- 2021-11-30 CN CN202111441985.8A patent/CN114583259A/zh active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007258122A (ja) | 2006-03-27 | 2007-10-04 | Hitachi Maxell Ltd | 非水二次電池およびその使用方法 |
JP2019165017A (ja) | 2013-04-04 | 2019-09-26 | ソルベー エスアー | 非水性電解質組成物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114583259A (zh) | 2022-06-03 |
JP2022087412A (ja) | 2022-06-13 |
US20220173437A1 (en) | 2022-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6131953B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
US10236537B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JP6036697B2 (ja) | 非水系二次電池 | |
JP7174324B2 (ja) | リチウムイオン二次電池用非水電解液 | |
JP6396136B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
JP6836727B2 (ja) | 非水電解液リチウムイオン二次電池 | |
JP5419142B2 (ja) | 非水電解液及びそれを用いた二次電池 | |
JP7228113B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
WO2019230506A1 (ja) | 蓄電デバイス用非水電解液、及び蓄電デバイス | |
JP7171683B2 (ja) | リチウムイオン二次電池の非水電解液およびリチウムイオン二次電池 | |
CN112447941B (zh) | 非水电解质二次电池 | |
JP2019008923A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
CN109119678B (zh) | 非水电解液二次电池 | |
JP7020818B2 (ja) | 非水系電解液及び非水系二次電池 | |
JP6778396B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP2020113378A (ja) | リチウム二次電池用非水電解液 | |
JP7216057B2 (ja) | リチウムイオン二次電池の非水電解液およびリチウムイオン二次電池 | |
JP7290089B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
JP7165305B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
WO2022065160A1 (ja) | 二次電池用電解液および二次電池 | |
WO2022255018A1 (ja) | 二次電池用電解液および二次電池 | |
WO2021171711A1 (ja) | 二次電池用電解液および二次電池 | |
WO2023176290A1 (ja) | 二次電池用負極および二次電池 | |
JP4945973B2 (ja) | リチウム二次電池用非水電解液およびそれを用いたリチウム二次電池 | |
JP7015450B2 (ja) | 非水電解質二次電池の容量回復方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221012 |
|
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: 20221027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221102 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7171683 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |