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JPH1173991A - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte secondary battery

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Publication number
JPH1173991A
JPH1173991A JP9250016A JP25001697A JPH1173991A JP H1173991 A JPH1173991 A JP H1173991A JP 9250016 A JP9250016 A JP 9250016A JP 25001697 A JP25001697 A JP 25001697A JP H1173991 A JPH1173991 A JP H1173991A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous electrolyte
antioxidant
electrolyte
secondary battery
electrolyte layer
Prior art date
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Granted
Application number
JP9250016A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3604114B2 (en
Inventor
Masahiro Yanai
將浩 谷内
Tomohiro Inoue
智博 井上
Yoshitaka Hayashi
嘉隆 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP25001697A priority Critical patent/JP3604114B2/en
Publication of JPH1173991A publication Critical patent/JPH1173991A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3604114B2 publication Critical patent/JP3604114B2/en
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 非水電解質層の酸化劣化を防止することによ
り、非水電解質二次電池のサイクル特性を向上させる。 【解決手段】 正極、非水電解質層、リチウムを吸蔵放
出可能な負極からなる非水電解質二次電池において、非
水電解質層中に抗酸化剤を添加する。実施例では、Li
BF4 (電解質塩)の非水溶媒溶液100重量部に、抗
酸化剤としてテテトラキス(メチレン−3−(3,5−
ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノール)−プロピ
オネート)メタンの0.1重量部を添加して電解液を得
た。所定の正極と、前記電解液と、Li板の負極とを用
いて電池を作製した。比較例では前記抗酸化剤を添加し
ない電池を作製した。その結果、実施例の電池サイクル
特性は、比較例のそれに比べて大幅に向上した。
(57) [Problem] To improve the cycle characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery by preventing oxidative deterioration of a non-aqueous electrolyte layer. SOLUTION: In a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a non-aqueous electrolyte layer, and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, an antioxidant is added to the non-aqueous electrolyte layer. In the example, Li
100 parts by weight of a non-aqueous solvent solution of BF 4 (electrolyte salt) was added with tetratetrakis (methylene-3- (3,5-) as an antioxidant.
0.1 parts by weight of di-t-butyl-4-hydroxyphenol) -propionate) methane was added to obtain an electrolyte. A battery was manufactured using a predetermined positive electrode, the electrolyte solution, and a negative electrode of a Li plate. In a comparative example, a battery without the antioxidant was prepared. As a result, the battery cycle characteristics of the example were significantly improved as compared with those of the comparative example.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、抗酸化剤を含有す
る新規な非水電解質を用いた非水電解質二次電池に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery using a novel non-aqueous electrolyte containing an antioxidant.

【0002】[0002]

【従来の技術】非水電解液を用いたリチウム二次電池は
高電圧・高容量密度の電池として、民生用に急速に開発
が進められてきている。前記非水電解液としてはγ−ブ
チロラクトン、スルホラン、テトラヒドロフラン、ジメ
トキシエタン、ジオキソランなどの極性溶媒中にLiB
4 ,LiPF6 ,LiAsF6 ,LiClO4 ,Li
CF3 SO3 などの電解質塩を混合溶解したものが用い
られている。
2. Description of the Related Art A lithium secondary battery using a non-aqueous electrolyte has been rapidly developed for consumer use as a battery having a high voltage and a high capacity density. Examples of the non-aqueous electrolyte include LiB in a polar solvent such as γ-butyrolactone, sulfolane, tetrahydrofuran, dimethoxyethane, and dioxolane.
F 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , Li
CF 3 obtained by mixing and dissolving an electrolyte salt such as SO 3 is used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような非
水電解液の溶媒は耐電圧の低いものが多く、充放電を繰
り返すと溶媒が分解し、ガスが発生したり、電極への分
解生成物などの付着等が起きたりする。このため、内部
インピーダンスの上昇を引き起こし、放電特性の低下・
充放電効率の低下・エネルギ−密度の低下等により、電
池の保存特性やサイクル特性の劣化などが発生する問題
があった。
However, the solvent of such a non-aqueous electrolyte has a low withstand voltage in many cases. When charge and discharge are repeated, the solvent is decomposed, gas is generated, or decomposition of the electrode is generated. An object may be attached. As a result, the internal impedance rises, and the discharge characteristics decrease.
There has been a problem that the storage characteristics and cycle characteristics of the battery deteriorate due to a decrease in charge / discharge efficiency and a decrease in energy density.

【0004】これらの問題を解決するために、耐電圧の
高いジエチルカーボネートなどのカーボネート系溶媒を
使用することで、充放電後のエネルギー密度の低下を抑
制する試み(特開平2−10666号公報)などがなさ
れてきた。また、テトラヒドロフランなどのエーテル系
溶媒の一部を置換した誘導体などを用いることも提案さ
れている。さらに、TCNQ(7,7,8,8−テトラ
シアノキノジメタン)を添加することで電解液の劣化を
防止したり(特開平8−222268号公報)、ピレン
などの電子供与性化合物を添加することで電解液の劣化
を防止したり(特開平8−195199号公報)する試
みがなされているが、十分な効果が得られているとはい
えないのが現状である。
In order to solve these problems, an attempt is made to suppress a decrease in energy density after charging and discharging by using a carbonate-based solvent such as diethyl carbonate having a high withstand voltage (Japanese Patent Laid-Open No. 2-10666). And so on. It has also been proposed to use a derivative obtained by partially substituting an ether solvent such as tetrahydrofuran. Further, by adding TCNQ (7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane), deterioration of the electrolytic solution can be prevented (JP-A-8-222268), or an electron donating compound such as pyrene can be added. Attempts have been made to prevent the deterioration of the electrolytic solution by doing so (Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-195199), but at present it cannot be said that a sufficient effect has been obtained.

【0005】また、電解液が劣化するだけではなく、高
分子材料である高分子固体電解質もサイクルや高電位保
持により劣化するため、低分子量化・機械的強度の低下
を引き起こし、ショ−トする心配や、さらには、電極へ
の分解不純物の付着などに起因して、内部インピ−ダン
スの増加・サイクル特性の劣化などが発生する恐れもあ
った。同様に電解液及び電解質塩を含有する高分子ゲル
電解質においては、電解液、高分子固体電解質の両者に
問題が生じて、サイクル特性の劣化及び、機械的強度の
低下が発生する心配もあった。
In addition, not only the electrolyte solution deteriorates, but also the polymer solid electrolyte, which is a polymer material, deteriorates due to cycling and high potential holding, resulting in a reduction in molecular weight and a decrease in mechanical strength, resulting in a short circuit. There is a fear that the internal impedance may increase or the cycle characteristics may be deteriorated due to anxiety, or furthermore, the decomposition impurities may adhere to the electrodes. Similarly, in the polymer gel electrolyte containing the electrolyte solution and the electrolyte salt, both the electrolyte solution and the polymer solid electrolyte cause a problem, and there is a concern that the cycle characteristics are deteriorated and the mechanical strength is reduced. .

【0006】従って、本発明の目的は、非水電解質二次
電池を構成する電解質の酸化劣化を防止し、もって電解
液のサイクル特性、並びに高分子固体電解質および高分
子ゲル電解質のサイクル特性が向上し、かつ機械的強度
の劣化が少ない非水電解質二次電池を提供することにあ
る。
Accordingly, an object of the present invention is to prevent the electrolyte constituting the non-aqueous electrolyte secondary battery from being oxidized and deteriorated, thereby improving the cycle characteristics of the electrolytic solution and the cycle characteristics of the polymer solid electrolyte and the polymer gel electrolyte. It is another object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery that has little deterioration in mechanical strength.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するために種々検討した結果、電解質層中に抗酸
化剤を添加することで、充放電サイクルによる容量劣化
を抑えることができ、さらに高分子固体電解質及び高分
子ゲル電解質の機械的強度の劣化をも抑えることができ
ることを見出した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted various studies to achieve the above object, and as a result, it has been found that by adding an antioxidant to the electrolyte layer, capacity deterioration due to charge / discharge cycles can be suppressed. It has been found that the deterioration of the mechanical strength of the polymer solid electrolyte and the polymer gel electrolyte can be suppressed.

【0008】前記抗酸化剤が正極における電解液の分
解、特に高電位での酸化分解の防止に効果があり、また
負極においてはLi,不純物、水分等と電解液が反応し
て分解することなどを抑制する効果があるため、充放電
サイクルによる容量劣化防止に抗酸化剤が寄与している
ものと考えられる。
The antioxidant is effective in preventing the decomposition of the electrolytic solution at the positive electrode, particularly at high potential, and at the negative electrode, the electrolytic solution reacts with Li, impurities, moisture and the like to decompose. Therefore, it is considered that the antioxidant contributes to the prevention of the capacity deterioration due to the charge / discharge cycle.

【0009】なお、高分子ゲル電解質においては、高分
子マトリクスが素子内に含まれる酸素、あるいは過酸化
物、ラジカル等により生成するペルオキシラジカルや熱
などにより発生するポリマ−ラジカルが酸化反応の開始
の起点となって酸化反応が進行することが考えられる。
そして、この酸化反応により、高分子マトリクスの低分
子量化・分解などが生じたり、電極への副反応生成物
や、分解物の付着などによる内部インピ−ダンスの増加
などのために、機械的強度の低下・サイクル特性の劣化
が起きたりするものと推察される。このため、抗酸化剤
を含有することで高分子マトリクスの酸化の進行を抑制
し、分解等を抑制することができる。特に、3級アミン
の骨格を持つ化合物を含有する場合には、電解液の酸化
を防止することができる効果的もある。
In the polymer gel electrolyte, oxygen contained in the polymer matrix of the polymer matrix, peroxy radicals generated by peroxides, radicals, and the like, and polymer radicals generated by heat, etc., initiate the oxidation reaction. It is considered that the oxidation reaction proceeds as a starting point.
Due to this oxidation reaction, the molecular weight of the polymer matrix is reduced or decomposed, or the internal impedance is increased due to by-products on the electrode or adhesion of the decomposed product. It is presumed that the deterioration of the cycle characteristics and the cycle characteristics may occur. Therefore, by containing an antioxidant, the progress of oxidation of the polymer matrix can be suppressed, and decomposition and the like can be suppressed. In particular, when a compound having a tertiary amine skeleton is contained, there is also an effect that oxidation of the electrolytic solution can be prevented.

【0010】また特に、安全性と毒性を考慮した電解質
塩としてLiPF6 を含有している場合には抗酸化剤、
特に3級アミン骨格をもつ化合物を使用することにより
LiPF6 の熱安定性にも効果がある。
Particularly, when LiPF 6 is contained as an electrolyte salt in consideration of safety and toxicity, an antioxidant is used,
In particular, by using a compound having a tertiary amine skeleton, the thermal stability of LiPF 6 is also effective.

【0011】以上のように、本発明者らは鋭意検討の結
果、電解質層が抗酸化剤を含有すること、つまり非水電
解液、高分子電解質、または高分子ゲル電解質が抗酸化
剤を含有することにより、サイクル特性の良好な、機械
的強度劣化の少ない非水電解質二次電池が得られること
を見出し、本発明に至ったものである。
As described above, the present inventors have made intensive studies and found that the electrolyte layer contains an antioxidant, that is, the nonaqueous electrolyte, the polymer electrolyte, or the polymer gel electrolyte contains the antioxidant. By doing so, it has been found that a nonaqueous electrolyte secondary battery having good cycle characteristics and little mechanical strength deterioration can be obtained, and the present invention has been accomplished.

【0012】すなわち、請求項1に記載の発明は、少な
くとも正極、非水電解質層、リチウムを吸蔵放出可能な
負極からなる非水電解質二次電池において、非水電解質
層中に抗酸化剤を含有することを特徴とする非水電解質
二次電池である。
That is, the invention according to claim 1 provides a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a positive electrode, a non-aqueous electrolyte layer, and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, wherein the non-aqueous electrolyte layer contains an antioxidant. A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that:

【0013】請求項2に記載の非水電解質二次電池は、
請求項1において非水電解質層が非水電解液からなるこ
とを特徴とする。
[0013] The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2 is
In claim 1, the non-aqueous electrolyte layer is made of a non-aqueous electrolyte.

【0014】請求項3に記載の非水電解質二次電池は、
請求項1において非水電解質層が高分子ゲル電解質から
なることを特徴とする。
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 3 is
In claim 1, the non-aqueous electrolyte layer is made of a polymer gel electrolyte.

【0015】請求項4に記載の非水電解質二次電池は、
請求項1において非水電解質層が高分子固体電解質から
なることを特徴とする。
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 4 is
In claim 1, the non-aqueous electrolyte layer is made of a solid polymer electrolyte.

【0016】請求項5に記載の非水電解質二次電池は、
請求項2,3または4において、非水電解質層が電解質
塩として少なくともLiPF6 を含むことを特徴とす
る。
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 5 is
The non-aqueous electrolyte layer according to claim 2, 3 or 4, wherein at least LiPF 6 is contained as an electrolyte salt.

【0017】請求項6に記載の非水電解質二次電池は、
請求項1,2,3,4または5において、抗酸化剤が非
水電解質層100重量部(抗酸化剤を除く)に対して
0.01〜5重量部の割合で含有されていることを特徴
とする。
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 6 is
Claims 1, 2, 3, 4 or 5, wherein the antioxidant is contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the nonaqueous electrolyte layer (excluding the antioxidant). Features.

【0018】請求項7に記載の非水電解質二次電池は、
請求項6において、抗酸化剤が骨格に3級アミンを有す
る化合物であることを特徴とする。
A non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 7 is
In claim 6, the antioxidant is a compound having a tertiary amine in the skeleton.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明で用いる抗酸化剤としては例えば、 (1)テトラキス(メチレン−3−(3,5−ジ−t−
ブチル−4−ヒドロキシフェノール)−プロピオネー
ト)メタン、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾー
ル、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,
2’−メチレンビス(6−t−ブチル−4−メチルフェ
ノール)、4,4’−ブチレンビス(3−t−ブチル−
3−メチルフェノール)、4,4’−チオビス(6−t
−ブチル−3−メチルフェノール)、α−トコフェノー
ル、2,2,4−トリメチル−6−ヒドロキシ−7−t
−ブチルクロマンなどのフェノール系化合物; (2)2,5−ジ−t−オクチルハイドロキノン、2,
6−ジ−n−ドデシルハイドロキノン、2−n−ドデシ
ル−5−クロロハイドロキノン、2−t−オクチル−5
−メチルハイドロキノンなどのハイドロキノン系化合
物; (3)トリフェニル化リン、トリス(ジノニルフェニ
ル)化リン、トリクレゾール化リンなどの有機リン系化
合物; (4)ジラウリルー3,3’−チオジプロピオネート、
ジステリアル−3,3’−チオジプロピオネートなどの
硫黄化合物; (5)N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニ
レンジアミン、N,N’−ジフェニル−p−フェニレン
ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレン
ジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルトリメチ
レンジアミン、テトラメチル−p−フェニレンジアミ
ン、トリエチルアミン、ジフェニルアミン、トリフェニ
ルアミン、エチレンジアミン、1−メチル−2−ピペリ
ドン、1−メチル−2−ピロジノン、N,N−ジメチル
プロピオンアミド、ビス(2,2,6,6−テトラメチ
ル−4−ピペリジル)セバケート、ビス(1,2,2,
6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、
1−(2−(3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒド
ロフェニル)プロピオニルオキシ)エチル)−4−
(3,3,5−ジt−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオニルオキシ)−2,2,6,6−テトラメ
チルピペリジン、4−ベンゾイルオキシ−2,2,6,
6−テトラメチルピペリジン、2,2,6,6−テトラ
メチル−4−ピペリジノールなどのアミン系化合物(ア
ミン、アミド、ヒンダードアミン等)などが挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below. Examples of the antioxidant used in the present invention include: (1) tetrakis (methylene-3- (3,5-di-t-
Butyl-4-hydroxyphenol) -propionate) methane, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 2,
2'-methylenebis (6-t-butyl-4-methylphenol), 4,4'-butylenebis (3-t-butyl-
3-methylphenol), 4,4'-thiobis (6-t
-Butyl-3-methylphenol), α-tocophenol, 2,2,4-trimethyl-6-hydroxy-7-t
Phenolic compounds such as -butyl chroman; (2) 2,5-di-t-octylhydroquinone;
6-di-n-dodecylhydroquinone, 2-n-dodecyl-5-chlorohydroquinone, 2-t-octyl-5
Hydroquinone compounds such as -methylhydroquinone; (3) organic phosphorus compounds such as phosphorus triphenylated, phosphorus tris (dinonylphenyl) phosphorized, and phosphorylated tricresole; (4) dilauryl-3,3'-thiodipropionate ,
Sulfur compounds such as disterial-3,3'-thiodipropionate; (5) N-phenyl-N'-isopropyl-p-phenylenediamine, N, N'-diphenyl-p-phenylenediamine, N, N, N ', N'-tetramethylethylenediamine, N, N, N', N'-tetramethyltrimethylenediamine, tetramethyl-p-phenylenediamine, triethylamine, diphenylamine, triphenylamine, ethylenediamine, 1-methyl-2-piperidone , 1-methyl-2-pyridinone, N, N-dimethylpropionamide, bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl) sebacate, bis (1,2,2,2)
6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate,
1- (2- (3- (3,5-di-t-butyl-4-hydrophenyl) propionyloxy) ethyl) -4-
(3,3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionyloxy) -2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 4-benzoyloxy-2,2,6,
Examples thereof include, but are not limited to, amine compounds such as 6-tetramethylpiperidine and 2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinol (amines, amides, hindered amines, etc.).

【0020】特に、電解質のサイクル特性向上効果と、
高分子固体電解質及び高分子ゲル電解質の高分子マトリ
クスの機械的強度向上効果とを考慮すると、フェノール
系化合物、有機リン系化合物、アミン系化合物が好まし
い。特に3級アミンの骨格を持つ化合物、例えばトリエ
チルアミン、トリフェニルアミン、ビス(1,2,2,
6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートな
どが挙げられるがこれらに限定されるものではなく、こ
れらは高分子マトリクスの劣化防止に効果があり、さら
に光劣化防止にも効果があり好ましい。
In particular, the effect of improving the cycle characteristics of the electrolyte;
In consideration of the effect of improving the mechanical strength of the polymer matrix of the polymer solid electrolyte and the polymer gel electrolyte, phenol compounds, organic phosphorus compounds, and amine compounds are preferred. In particular, compounds having a tertiary amine skeleton such as triethylamine, triphenylamine, bis (1,2,2,2)
(6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate and the like are not limited thereto, and they are effective in preventing deterioration of the polymer matrix and are also effective in preventing light deterioration, and are therefore preferable.

【0021】アミン系化合物は、LiPF6 のような熱
的にやや不安定な電解質塩の熱的安定化に特に効果があ
り、またLiAsF6 ,LiPF6 のような、毒性には
問題のないが熱的にやや不安定な電解質塩の熱的安定化
に特に効果がある。なお、抗酸化剤は一種単独を添加し
てもよく、必要に応じて二種以上を併用添加しても良
い。抗酸化剤の含有量としては電解質に対して0.01
〜5wt%含有することが好ましく、0.1〜2wt%
含有することが更に好ましい。含有量が0.01wt%
未満の場合、酸化防止効果が低い。一方、含有量が5w
t%を超えると、保存による電池容量の低下など、電気
特性上の問題が生じることが多い。
The amine-based compound, there are particularly effective in thermal stabilization of thermally rather unstable electrolyte salts such as LiPF 6, also such as LiAsF 6, LiPF 6, but no problem in toxicity It is particularly effective for thermal stabilization of a thermally unstable electrolyte salt. The antioxidant may be used alone or in combination of two or more as needed. The content of the antioxidant is 0.01 to the electrolyte.
-5 wt%, preferably 0.1-2 wt%
More preferably, it is contained. Content is 0.01wt%
If less, the antioxidant effect is low. On the other hand, the content is 5w
If it exceeds t%, problems in electrical characteristics such as a decrease in battery capacity due to storage often occur.

【0022】電解質層への抗酸化剤の添加方法として
は、(1)抗酸化剤を有機溶媒に溶解後、この溶解液に
そのまま電解質塩を加え、電解液にするもの、(2)抗
酸化剤を有機溶媒に溶解し、高分子固体電解質に含浸ま
たは高分子固体電解質を溶解混合後、溶媒を留去するも
の、(3)高分子マトリクス中に上記抗酸化剤添加電解
液を含浸し、架橋させてゲル化を行うもの、などが挙げ
られるが、これらの方法に限定されるものではない。
The method of adding an antioxidant to the electrolyte layer includes (1) dissolving the antioxidant in an organic solvent, and then directly adding an electrolyte salt to the dissolved solution to form an electrolytic solution; Dissolving the agent in an organic solvent, impregnating the polymer solid electrolyte or dissolving and mixing the polymer solid electrolyte, and then distilling off the solvent; (3) impregnating the polymer solution with the antioxidant-added electrolytic solution in Gelation by cross-linking may be mentioned, but the method is not limited to these methods.

【0023】次に、本発明の電池の構成について説明す
る。本発明の電池は少なくとも正極、非水電解質層、リ
チウムを吸蔵放出可能な負極から構成されている。本発
明の電池において用いられる正極活物質はTiS2,M
oS2 ,Co2 5 ,V2 5 ,MnO2 ,CoO2
の遷移金属酸化物、遷移金属カルコゲン化合物、および
リチウムとコバルト、ニッケル、マンガンのいずれかと
の複合酸化物が挙げられる。
Next, the configuration of the battery of the present invention will be described. The battery of the present invention comprises at least a positive electrode, a non-aqueous electrolyte layer, and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium. The positive electrode active material used in the battery of the present invention is TiS 2 , M
Examples include transition metal oxides such as oS 2 , Co 2 S 5 , V 2 O 5 , MnO 2 , and CoO 2 , transition metal chalcogen compounds, and composite oxides of lithium and any one of cobalt, nickel, and manganese.

【0024】この複合酸化物としてはリチウムコバルト
酸化物、リチウムニッケル酸化物等、LiMO2 で示さ
れる層状構造を有する複合酸化物、または、LiM2
4 で示されるスピネル構造を有する複合酸化物が挙げら
れる(特公昭63−59507号公報、特公平8−21
431号公報)。これらの複合酸化物は炭酸塩、水酸化
物、硝酸塩等を出発原料として、高温で焼成することに
より合成することができ、平均粒径は10μm以下、好
ましくは8μm以下とする。
As the composite oxide, a composite oxide having a layered structure represented by LiMO 2 such as lithium cobalt oxide and lithium nickel oxide, or LiM 2 O
And a composite oxide having a spinel structure represented by No. 4 (JP-B-63-59507, JP-B-8-21).
431). These composite oxides can be synthesized by firing at a high temperature using carbonates, hydroxides, nitrates and the like as starting materials, and have an average particle size of 10 μm or less, preferably 8 μm or less.

【0025】また、正極中に導電剤を添加することが出
来、添加する導電剤としては有機物の熱重合物である一
次元グラファイト化物、フッ化カーボン、グラファイト
あるいは10-2S/cmの電気伝導度を有する導電性高
分子等が挙げられる。導電性高分子の具体例としてはポ
リアニリン、ポリピロール、ポリアズレン、ポリフェニ
レン、ポリアセチレン、ポリフタロシアニン、ポリ−3
−メチルチオフェン、ポリピリジン、ポリジフェニルベ
ンジジン等の高分子及びこれらの誘導体が挙げられる。
特にポリアニリンの場合は、正極活物質としても有効で
ある。
Further, a conductive agent can be added to the positive electrode. As the conductive agent to be added, one-dimensional graphite, which is a thermal polymer of an organic substance, carbon fluoride, graphite, or an electric conductivity of 10 −2 S / cm. Conductive polymer having a certain degree. Specific examples of the conductive polymer include polyaniline, polypyrrole, polyazulene, polyphenylene, polyacetylene, polyphthalocyanine, and poly-3.
-Polymers such as methylthiophene, polypyridine, polydiphenylbenzidine and derivatives thereof.
In particular, in the case of polyaniline, it is also effective as a positive electrode active material.

【0026】さらに、これらの活物質は数種類を複合化
して用いてもよい。これらの活物質を用いた正極は、活
物質をジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、
テトラヒドロフランなどの溶媒中で混合分散した高濃度
の塗料液を、集電体上に塗布乾燥して作製できる。この
分散方法としては、ロールミル、ボールミル、バレンミ
ルなどを用いるもの挙げられ、塗布方法としては、ワイ
ヤーバー法、ブレードコーター法、スプレー法などが挙
げられる。
Further, these active materials may be used in combination of several kinds. Positive electrodes using these active materials include dimethylformamide, N-methylpyrrolidone,
A high-concentration coating liquid mixed and dispersed in a solvent such as tetrahydrofuran or the like can be prepared by coating and drying on a current collector. Examples of the dispersing method include those using a roll mill, a ball mill, a barren mill, and the like, and examples of the applying method include a wire bar method, a blade coater method, and a spray method.

【0027】本発明に使用する正極集電体としては例え
ば、ステンレス鋼、金、白金、ニッケル、アルミニウ
ム、モリブデン、チタン等の金属シート、金属箔、金属
網、パンチングメタル、エキスパンドメタル、あるいは
金属メッキ繊維、金属蒸着線、、金属含有合成繊維等か
らなる網や不織布が挙げられる。これらは負極について
も同様である。なかでも電気伝導度、化学的・電気化学
安定性、経済性、加工性等を考えるとアルミニウム、ス
テンレス鋼を用いることが特に好ましい。
As the positive electrode current collector used in the present invention, for example, a metal sheet such as stainless steel, gold, platinum, nickel, aluminum, molybdenum, titanium, etc., a metal foil, a metal net, a punching metal, an expanded metal, or a metal plating Examples thereof include nets and nonwoven fabrics made of fibers, metal-deposited wires, metal-containing synthetic fibers, and the like. These also apply to the negative electrode. Among them, it is particularly preferable to use aluminum or stainless steel in consideration of electrical conductivity, chemical / electrochemical stability, economy, workability, and the like.

【0028】本発明の電池に用いられる負極材料として
は、Li,Na等のアルカリ金属、Li−Al等のリチ
ウム合金、ポリアセン、ポリピリジン、ポリパラフェニ
レン等の導電性高分子、炭素質材料が用いられる。この
中では安全性などの点から、炭素質材料が主に用いら
れ、この炭素質負極活物質としてはグラファイト(黒
鉛)、ピッチコークス、合成高分子、天然高分子の焼成
体が挙げられるが、本発明ではフェノール、ポリイミド
などの合成高分子、天然高分子を400〜800℃の還
元雰囲気で焼成することにより得られる絶縁性乃至半導
体炭素体、石炭、ピッチ、合成高分子、あるいは天然高
分子を800〜1300℃での還元雰囲気で焼成するこ
とにより得られる導電性炭素体、コークス、ピッチ、合
成高分子、天然高分子を2000℃以上の温度で還元雰
囲気下焼成することにより得られるもの、および天然黒
鉛などの黒鉛系炭素体が用いられる。
As the negative electrode material used in the battery of the present invention, an alkali metal such as Li or Na, a lithium alloy such as Li-Al, a conductive polymer such as polyacene, polypyridine or polyparaphenylene, or a carbonaceous material is used. Can be Among them, carbonaceous materials are mainly used from the viewpoint of safety and the like. Examples of the carbonaceous negative electrode active material include graphite (graphite), pitch coke, synthetic polymer, and fired body of natural polymer. In the present invention, a synthetic polymer such as phenol or polyimide, or an insulating or semiconductive carbon body obtained by firing a natural polymer in a reducing atmosphere at 400 to 800 ° C., coal, pitch, a synthetic polymer, or a natural polymer is used. A conductive carbon body, coke, pitch, a synthetic polymer, a natural polymer obtained by firing in a reducing atmosphere at 800 to 1300 ° C., obtained by firing in a reducing atmosphere at a temperature of 2000 ° C. or higher; and A graphite-based carbon body such as natural graphite is used.

【0029】炭素体のシート化方法としては、前述のよ
うに、炭素体と結着剤とを用いて湿式抄紙法によりシー
ト化するもの、または炭素材料に適当な結着剤を混合し
た塗料を用いて塗布法によりシート化するものが採用で
きる。前記方法にて集電体に塗布、接着、圧着等の方法
により炭素体を担持することにより、電極を製造するこ
とができる。
As a method for forming a sheet of a carbon body, as described above, a method of forming a sheet by a wet papermaking method using a carbon body and a binder, or a coating material in which an appropriate binder is mixed with a carbon material is used. What is used and what forms a sheet by a coating method can be adopted. An electrode can be manufactured by supporting a carbon body on the current collector by a method such as application, adhesion, and pressure bonding by the above method.

【0030】さらに、電解質層を構成する電解質塩とし
ては、LiBF4 ,LiAsF6 ,LiPF6 ,LiS
bF6 ,LiClO4 ,LiCF3 CO3 ,LiCF3
SO3 ,LiN(CF3 SO2 2 ,LiC(CF3
2 3 ,LiC(CH3 )(CF3 SO2 2 ,Li
CH(CF3 SO2 2 ,LiCH2 (CF3
2),LiC2 5 SO3 ,LiN(C2 5
2 2 ,LiB(CF3 SO22 などが挙げられ、
特に限定されるものではない。なお、これらの電解質塩
は混合して使用しても良い。LiPF6 はイオン伝導度
および安全性が高く、しかも毒性が低いので特に好まし
い。
Further, as electrolyte salts constituting the electrolyte layer, LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiS
bF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 CO 3 , LiCF 3
SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 S
O 2 ) 3 , LiC (CH 3 ) (CF 3 SO 2 ) 2 , Li
CH (CF 3 SO 2 ) 2 , LiCH 2 (CF 3 S
O 2 ), LiC 2 F 5 SO 3 , LiN (C 2 F 5 S
O 2 ) 2 , LiB (CF 3 SO 2 ) 2 and the like.
There is no particular limitation. Note that these electrolyte salts may be used as a mixture. LiPF 6 is particularly preferred because of its high ionic conductivity and safety, and low toxicity.

【0031】また、非水電解液としては非水溶媒に溶解
させたものが挙げられ、非水電解液中の電解質塩濃度は
使用する電極、電解液によって異なるが通常1.0〜
7.0mol/l,特に1.0〜5.0mol/lが好
ましい。
Examples of the non-aqueous electrolytic solution include those dissolved in a non-aqueous solvent. The concentration of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolytic solution varies depending on the electrode and the electrolytic solution used.
7.0 mol / l, particularly preferably 1.0 to 5.0 mol / l.

【0032】電解液を構成する非水溶媒としては、たと
えば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、γ−ブチロラクトン、ジメチル
カーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカ
ーボネート、スルホラン、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、ジメチルスル
ホキシド、1,2−ジメトキシエタン、1,2−エトキ
シメトキシエタン、メチルグライム、メチルトリグライ
ム、メチルテトラグライム、エチルグライム、ブチルグ
ライムなどが挙げられるが、これらに限定されるもので
はなく、これらの非水溶媒は単独で、または2種以上を
混合して用いることができる。
As the non-aqueous solvent constituting the electrolytic solution, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate,
Butylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, sulfolane, dioxolane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-ethoxymethoxyethane, methylglyme, methyl Examples include triglyme, methyltetraglyme, ethylglyme, butylglyme, and the like, but are not limited thereto, and these nonaqueous solvents can be used alone or as a mixture of two or more.

【0033】さらに、本発明では高分子固体電解質、高
分子ゲル電解質を用いる場合にも大きな効果がある。高
分子固体電解質としてはポリエチレンオキサイド、ポリ
プロピレンオキサイド、ポリフッ化ビニリデン、ポリア
クリロニトリルなどをポリマーマトリクスとして、これ
らに電解質塩を溶解した複合体、あるいは低分子量ポリ
エチレンオキサイド、クラウンエーテルなどのイオン解
離基をポリマー主鎖にグラフト化した高分子が挙げられ
る。
Further, the present invention has a great effect when using a polymer solid electrolyte or a polymer gel electrolyte. Polymer solid electrolytes such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, etc. are used as polymer matrices, and composites in which electrolyte salts are dissolved, or ion dissociating groups such as low molecular weight polyethylene oxide, crown ether, etc. Macromolecules grafted to chains.

【0034】また、高分子ゲル電解質としてはポリフッ
化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオ
キサイド等の高分子と非水溶媒と電解質塩とからなる熱
可塑性ゲル組成物、エチレンオキサイド鎖を側鎖に有す
るポリシロキサン、あるいはエチレンオキサイド鎖を側
鎖または主鎖に有する架橋高分子、例えばウレタン、ア
クリル、エポキシ等の架橋による高分子マトリクスと非
水溶媒と電解質塩とからなるゲル組成物が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
Examples of the polymer gel electrolyte include a thermoplastic gel composition comprising a polymer such as polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile and polyethylene oxide, a non-aqueous solvent and an electrolyte salt, and a polysiloxane having an ethylene oxide chain in a side chain. Or a crosslinked polymer having an ethylene oxide chain in a side chain or a main chain, for example, a gel composition comprising a polymer matrix, a nonaqueous solvent, and an electrolyte salt by crosslinking such as urethane, acrylic, and epoxy. It is not limited.

【0035】本発明の電池においてはセパレータを使用
することもできる。セパレータとしては、電解質溶液の
イオン移動に対して低抵抗であり、且つ、溶液保持に優
れたものを使用するのが良い。そのようなセパレータ例
としては、ガラス繊維、フィルター、ポリエステル、テ
フロン、ポリフロン、ポリプロピレン等の高分子繊維か
らなる不織布フィルター、ガラス繊維とそれらの高分子
繊維を混用した不織布フィルターなどを挙げることがで
きる。
In the battery of the present invention, a separator can be used. As the separator, it is preferable to use a separator having low resistance to ion movement of the electrolyte solution and excellent in holding the solution. Examples of such a separator include a nonwoven fabric filter made of glass fiber, a filter, a polymer fiber such as polyester, Teflon, polyflon, and polypropylene, and a nonwoven fabric filter in which glass fiber is mixed with such a polymer fiber.

【0036】[0036]

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
非水溶媒及び電解質塩は十分に精製を行い、水分100
ppm以下としたもので、さらに脱酸素及び脱窒素処理
を行った電池グレードのものを使用し、すべての操作は
不活性ガス雰囲気下で行った。なお、以下の参考例、実
施例において、「部は」重量部を示す。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, but it should not be construed that the present invention is limited thereto.
The non-aqueous solvent and the electrolyte salt are sufficiently purified and have a water content of 100%.
ppm or less, and a battery grade which was further deoxygenated and denitrified, was used, and all operations were performed in an inert gas atmosphere. In the following Reference Examples and Examples, "parts" indicate parts by weight.

【0037】参考例1:非水電解質1 プロピレンカーボネート/ジメトキシエタン(1/1:
体積比)の混合溶媒(非水溶媒)にLiBF4 を溶解し
て、濃度2.0mol/lのLiBF4 溶液を得た。こ
の溶液100部に、抗酸化剤としてテトラキス(メチレ
ン−3−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフ
ェノール)−プロピオネート)メタンを0.1部(0.
1wt%)添加したものを電解液(非水電解質層形成
用)とした。この場合、非水電解質層100部(抗酸化
剤を除く)に対する前記抗酸化剤の添加割合は0.1部
である。
Reference Example 1 Nonaqueous Electrolyte 1 Propylene carbonate / dimethoxyethane (1/1:
LiBF 4 was dissolved in a mixed solvent (non-aqueous solvent) (volume ratio) to obtain a LiBF 4 solution having a concentration of 2.0 mol / l. To 100 parts of this solution, 0.1 part of tetrakis (methylene-3- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenol) -propionate) methane as an antioxidant (0.1 part) was added.
1 wt%) was used as an electrolytic solution (for forming a non-aqueous electrolyte layer). In this case, the addition ratio of the antioxidant to 100 parts of the nonaqueous electrolyte layer (excluding the antioxidant) is 0.1 part.

【0038】参考例2:非水電解質2 エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート(1/
1:体積比)の混合溶媒(非水溶媒)にLiPF6 を溶
解して、濃度1.0mol/lのLiPF6 溶液を得
た。このLiPF6 溶液100部に、抗酸化剤としてト
リエチルアミン0.2部(0.2wt%)を添加したも
のを電解液(非水電解質層形成用)とした。この場合、
非水電解質層100部(抗酸化剤を除く)に対する前記
抗酸化剤の添加割合は0.1部である。
Reference Example 2 Nonaqueous Electrolyte 2 Ethylene carbonate / diethyl carbonate (1 /
LiPF 6 was dissolved in a mixed solvent (non-aqueous solvent) (1: 1: volume ratio) to obtain a LiPF 6 solution having a concentration of 1.0 mol / l. An electrolyte (for forming a non-aqueous electrolyte layer) was prepared by adding 0.2 parts (0.2 wt%) of triethylamine as an antioxidant to 100 parts of this LiPF 6 solution. in this case,
The addition ratio of the antioxidant to 100 parts of the nonaqueous electrolyte layer (excluding the antioxidant) is 0.1 part.

【0039】参考例3:非水電解質3 エチレンカーボネート/ジメチルカーボネート(1/
1:体積比)の混合溶媒(非水溶媒)にLiN(CF3
SO2 2 を溶解して濃度1.5mol/lのLiN
(CF3 SO2 2 溶液を調製した。この溶液100部
に、抗酸化剤としてビス(1,2,2,6,6−ペンタ
メチル−4−ピペリジル)セバケート5部(5.0wt
%)を添加したものを電解液(非水電解質層形成用)と
した。
Reference Example 3 Nonaqueous Electrolyte 3 Ethylene carbonate / dimethyl carbonate (1 /
1: LiN the mixed solvent (non-aqueous solvent) by volume) (CF 3
SO 2 ) 2 dissolved in LiN at a concentration of 1.5 mol / l
A (CF 3 SO 2 ) 2 solution was prepared. To 100 parts of this solution, 5 parts of bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate (5.0 wt.
%) Was used as an electrolytic solution (for forming a non-aqueous electrolyte layer).

【0040】参考例4:高分子ゲル電解液1 参考例3で調製した非水電解液80部を60℃に加熱
し、これに高分子固体電解質として分子量約15万のポ
リフッ化ビニリデン20部を添加混合した後、10℃ま
で冷却・固化し、高分子ゲル電解質(非水電解質層形成
用)とした。この場合、非水電解質層100部(抗酸化
剤を除く)に対する前記抗酸化剤の添加割合は約3.8
部となる。
Reference Example 4 Polymer Gel Electrolyte 1 80 parts of the non-aqueous electrolyte prepared in Reference Example 3 was heated to 60 ° C., and 20 parts of polyvinylidene fluoride having a molecular weight of about 150,000 was added thereto as a polymer solid electrolyte. After the addition and mixing, the mixture was cooled and solidified to 10 ° C. to obtain a polymer gel electrolyte (for forming a non-aqueous electrolyte layer). In this case, the ratio of the antioxidant to 100 parts of the nonaqueous electrolyte layer (excluding the antioxidant) is about 3.8.
Department.

【0041】参考例5:高分子ゲル電解液2 エチレンカーボネート/プロピレンカーボネート/ジメ
トキシエタン(5/2/3:体積比)の混合溶媒(非水
溶媒)にLiPF6 を溶解して、濃度1.0mol/l
のLiPF6 溶液を調製した。この溶液80部に、抗酸
化剤としてトリフェニルアミン0.5部を添加したもの
を電解液とし、これを70℃に加熱し、数平均分子量約
10万のポリアクリロニトリル20部を添加混合した
後、10℃に冷却・固化し、高分子ゲル電解質(非水電
解質層形成用)とした。この場合、非水電解質層100
部(抗酸化剤を除く)に対する前記抗酸化剤の添加割合
は0.5部となる。
Reference Example 5: Polymer gel electrolyte 2 LiPF 6 was dissolved in a mixed solvent (non-aqueous solvent) of ethylene carbonate / propylene carbonate / dimethoxyethane (5/2/3: volume ratio) to give a concentration of 1. 0 mol / l
Of LiPF 6 was prepared. An electrolyte obtained by adding 0.5 part of triphenylamine as an antioxidant to 80 parts of this solution was heated to 70 ° C., and 20 parts of polyacrylonitrile having a number average molecular weight of about 100,000 was added and mixed. The mixture was cooled and solidified at 10 ° C. to obtain a polymer gel electrolyte (for forming a non-aqueous electrolyte layer). In this case, the non-aqueous electrolyte layer 100
The addition ratio of the antioxidant to parts (excluding the antioxidant) is 0.5 part.

【0042】参考例6:正極1 ポリフッ化ビニリデン0.3部をN−メチルピロリドン
10部に溶解し、さらに平均粒径5μmのLiMn2
4 を9部と、導電性黒鉛0.7部とを加えて、ホモジナ
イザーにてアルゴンガス雰囲気下で混合分散して、正極
用塗料を調製した。これを大気中にてワイヤーバーを用
いて、厚さ20μmAl箔上に塗布し、100℃・15
分間乾燥させ、膜厚60μmの正極を作製した。
Reference Example 6: Positive electrode 1 0.3 part of polyvinylidene fluoride was dissolved in 10 parts of N-methylpyrrolidone, and LiMn 2 O having an average particle diameter of 5 μm was further dissolved.
4 and 9 parts of conductive graphite were added and mixed and dispersed in a homogenizer under an argon gas atmosphere to prepare a coating for a positive electrode. This was applied on a 20 μm thick Al foil using a wire bar in the air,
After drying for minutes, a positive electrode having a thickness of 60 μm was prepared.

【0043】参考例7:正極2 濃度5.9N(規定)のH2 SO4 水溶液450mlと
アニリン20.4gとの混合溶液を5℃以下に冷却し
た。これに5.9NのH2 SO4 水溶液50mlと過硫
酸アンモニウム11.5gとの混合溶液を滴下した。滴
下終了後、2時間3〜5℃で攪拌し、濾過した。得られ
た固体粒子を水で、ついでメタノールにより充分洗浄し
てポリアニリンを得た。このポリアニリンを20mol
%のヒドラジン一水和物メタノール溶液に加え、一日攪
拌後、濾取・洗浄・乾燥して、重量平均分子量Mwが
2.0×104 のポリアニリン粉末を得た。このポリア
ニリン1部をN−メチルピロリドン10部に溶解し、さ
らに平均粒径5μmのLiMn2 4 を9部と、導電性
黒鉛0.5部とを加えて、ホモジナイザーにてアルゴン
ガス雰囲気下で混合分散して正極用塗料を調製した。こ
れを大気中でワイヤーバーを用いて、厚さ20μmのA
l箔上に塗布し、100℃・15分間乾燥させ、膜厚6
0μmの正極を作製した。
Reference Example 7: Positive electrode 2 A mixed solution of 450 ml of a 5.9 N (normal) H 2 SO 4 aqueous solution and 20.4 g of aniline was cooled to 5 ° C. or lower. A mixed solution of 50 ml of a 5.9 N H 2 SO 4 aqueous solution and 11.5 g of ammonium persulfate was added dropwise thereto. After completion of the dropwise addition, the mixture was stirred at 3 to 5 ° C. for 2 hours and filtered. The obtained solid particles were sufficiently washed with water and then with methanol to obtain polyaniline. 20 mol of this polyaniline
% Hydrazine monohydrate in methanol, stirred for one day, filtered, washed and dried to obtain a polyaniline powder having a weight average molecular weight Mw of 2.0 × 10 4 . One part of this polyaniline was dissolved in 10 parts of N-methylpyrrolidone, 9 parts of LiMn 2 O 4 having an average particle size of 5 μm and 0.5 part of conductive graphite were added, and the mixture was homogenized under an argon gas atmosphere. By mixing and dispersing, a paint for a positive electrode was prepared. Using a wire bar in the air, a 20 μm thick A
l on a foil, dried at 100 ° C for 15 minutes,
A 0 μm positive electrode was produced.

【0044】参考例8:負極1 ポリフッ化ビニリデン2部をN−メチルピロリドン58
部に溶解し、コークスの2500℃焼成品40部を加え
て、ロールミル法にてアルゴンガス雰囲気下で混合分散
し、負極用塗料を作製した。これを大気中にてドクター
ブレードを用いて厚さ20μmの銅箔上に塗布し、12
0℃・20分間乾燥させ、膜厚85μmの負極を作製し
た。
REFERENCE EXAMPLE 8 Negative electrode 1 2 parts of polyvinylidene fluoride were replaced with N-methylpyrrolidone 58
And 40 parts of a coke calcined product at 2500 ° C. was added and mixed and dispersed under an argon gas atmosphere by a roll mill method to prepare a negative electrode coating material. This was applied on a copper foil having a thickness of 20 μm using a doctor blade in the air, and
After drying at 0 ° C. for 20 minutes, a negative electrode having a thickness of 85 μm was prepared.

【0045】実施例1 参考例6で作製した正極と、参考例1の電解液により作
製した非水電解質層と、Li板の対極とを用いて二次電
池を作製し、その充放電試験を行った。充放電試験で
は、北斗電工製の「HJ−201B 充放電測定装置」
を用い、1.0mA/cm2 の電流で電池電圧が4.2
Vになるまで充電、10分の休止、1.0mA/cm2
の電流で電池電圧が3.3Vまで放電、10分の休止と
いう充放電操作を繰り返し、この際の電池サイクル特性
を調べた。その結果を下記[表1]に示す。
Example 1 A secondary battery was manufactured using the positive electrode manufactured in Reference Example 6, the non-aqueous electrolyte layer manufactured using the electrolyte solution of Reference Example 1, and a counter electrode of a Li plate. went. In the charge / discharge test, Hokuto Denko's “HJ-201B charge / discharge measurement device” was used.
And the battery voltage was 4.2 at a current of 1.0 mA / cm 2.
Charge to V, pause for 10 minutes, 1.0 mA / cm 2
The charge / discharge operation of discharging the battery voltage to 3.3 V with a current of 10 and resting for 10 minutes was repeated, and the battery cycle characteristics at this time were examined. The results are shown in Table 1 below.

【0046】実施例2 参考例6で作製した正極と、参考例3で作製した電解液
による非水電解質層と、Li板の対極とを用いて二次電
池を作製し、実施例1と同様に充放電試験を行った。こ
の電池の特性評価結果を[表1]に示す。
Example 2 A secondary battery was manufactured using the positive electrode manufactured in Reference Example 6, the nonaqueous electrolyte layer made of the electrolytic solution manufactured in Reference Example 3, and a counter electrode of a Li plate. Was subjected to a charge / discharge test. Table 1 shows the results of evaluating the characteristics of this battery.

【0047】実施例3 参考例7で作製した正極と、参考例2で作製した電解液
による非水電解質層と、Li板の対極とを用いて二次電
池を作製し、実施例1と同様に充放電試験を行った。こ
の電池の特性評価結果を[表1]に示す。
Example 3 A secondary battery was manufactured using the positive electrode manufactured in Reference Example 7, the nonaqueous electrolyte layer made of the electrolytic solution manufactured in Reference Example 2, and a counter electrode of a Li plate. Was subjected to a charge / discharge test. Table 1 shows the results of evaluating the characteristics of this battery.

【0048】実施例4 参考例6で作製した正極と、参考例4の高分子ゲル電解
質により作製した非水電解質層と、Li板の対極とを用
いて実施例3と同様にして二次電池を作製し、充放電試
験および非水電解質層の弾性率測定を行った。充放電試
験の結果を[表1]に、非水電解質層の初期弾性率およ
び、100サイクル後の電解質の弾性率を[表2]にそ
れぞれ示す。
Example 4 A secondary battery was produced in the same manner as in Example 3 using the positive electrode produced in Reference Example 6, the nonaqueous electrolyte layer produced using the polymer gel electrolyte of Reference Example 4, and the counter electrode of a Li plate. Was prepared, and a charge / discharge test and an elastic modulus measurement of the nonaqueous electrolyte layer were performed. The results of the charge / discharge test are shown in [Table 1], and the initial elastic modulus of the non-aqueous electrolyte layer and the elastic modulus of the electrolyte after 100 cycles are shown in [Table 2].

【0049】前記弾性率の測定では、動的粘弾性試験機
(レイロジー社製 MR−300)により、高分子固体
電解質および高分子ゲル電解質の弾性率を測定した。弾
性率を測定したのは、以下の理由による。高分子固体電
解質または高分子ゲル電解質を電池内構成要素(電解質
層)として使用した場合、通常はセパレータを用いない
ため、この電解質層の弾性率が低いときには、電池外部
からの圧力等により正負電極間で短絡が発生する懸念が
ある。そこで、電池内構成要素の評価項目の一つとして
弾性率をとりあげたわけである。この弾性率は102
yn/cm2 以上であることが好ましい。
In the measurement of the elastic modulus, the elastic moduli of the polymer solid electrolyte and the polymer gel electrolyte were measured using a dynamic viscoelasticity tester (MR-300, manufactured by Raylogy Co., Ltd.). The elastic modulus was measured for the following reason. When a polymer solid electrolyte or a polymer gel electrolyte is used as a component (electrolyte layer) in a battery, a separator is not usually used. Therefore, when the modulus of elasticity of the electrolyte layer is low, the positive and negative electrodes are pressed by pressure from outside the battery. There is a concern that a short circuit will occur between them. Therefore, the elastic modulus was taken up as one of the evaluation items of the components in the battery. This elastic modulus is 10 2 d
It is preferably at least yn / cm 2 .

【0050】実施例5 参考例7で作製した正極と、参考例5で作製した高分子
ゲル電解質による非水電解質層と、Li板の対極とを用
い、実施例3と同様にして電池を作製し、充放電試験及
び弾性率測定を行った。これらの結果を[表1]および
[表2]に示す。
Example 5 A battery was manufactured in the same manner as in Example 3 using the positive electrode manufactured in Reference Example 7, the nonaqueous electrolyte layer made of the polymer gel electrolyte manufactured in Reference Example 5, and the counter electrode of a Li plate. Then, a charge / discharge test and an elastic modulus measurement were performed. The results are shown in [Table 1] and [Table 2].

【0051】実施例6 参考例6で作製した正極と、参考例4で作製した高分子
ゲル電解質による非水電解質層と、参考例8で作製した
負極とを用い、実施例3と同様にして電池を作製し、充
放電試験及び弾性率測定を行った。これらの結果を[表
3]および[表2]に示す。
Example 6 Using the positive electrode produced in Reference Example 6, the nonaqueous electrolyte layer made of the polymer gel electrolyte produced in Reference Example 4, and the negative electrode produced in Reference Example 8, the same procedure as in Example 3 was carried out. A battery was prepared, and a charge / discharge test and an elastic modulus measurement were performed. These results are shown in [Table 3] and [Table 2].

【0052】比較例1 参考例1において電解液中にテトラキス(メチレン−3
−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェノー
ル)−プロピオネート)メタンを添加しない以外は実施
例1と同じ電解液を用いて、実施例1と同様にして電池
を作製し、そのサイクル特性を評価した。その結果を
[表1]に示す。
Comparative Example 1 In Reference Example 1, tetrakis (methylene-3) was added to the electrolytic solution.
-(3,5-Di-t-butyl-4-hydroxyphenol) -propionate) A battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that methane was not added, and the same electrolytic solution was used. The cycle characteristics were evaluated. The results are shown in [Table 1].

【0053】比較例2 参考例3において電解液中にビス(1,2,2,6,6
−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートを20部
添加した以外は実施例2と同様に行った。この場合、電
解液(抗酸化剤を含む)120部に占める前記抗酸化剤
の量は20部(16.7wt%)である。結果を[表
1]に示す。
Comparative Example 2 In the reference example 3, bis (1,2,2,6,6
-Pentamethyl-4-piperidyl) sebacate was added in the same manner as in Example 2 except that 20 parts of sebacate was added. In this case, the amount of the antioxidant in 120 parts of the electrolytic solution (including the antioxidant) is 20 parts (16.7 wt%). The results are shown in [Table 1].

【0054】比較例3 参考例2において非水溶媒溶液100部に対するトリエ
チルアミンの添加量を0.001部(0.001wt
%)とした以外は実施例3と同様に行った。結果を[表
1]に示す。
Comparative Example 3 In Reference Example 2, 0.001 part (0.001 wt.) Of triethylamine was added to 100 parts of the nonaqueous solvent solution.
%) Was carried out in the same manner as in Example 3. The results are shown in [Table 1].

【0055】比較例4 参考例4において作製した高分子ゲル電解質にビス
(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジ
ル)セバケートを添加しない以外は実施例4と同様に行
った。結果を[表1]、[表2]に示す。
Comparative Example 4 The same procedure as in Example 4 was carried out except that bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate was not added to the polymer gel electrolyte produced in Reference Example 4. The results are shown in [Table 1] and [Table 2].

【0056】比較例5 参考例5において作製した高分子ゲル電解質にトリフェ
ニルアミンを添加しない以外は実施例5と同様に行っ
た。結果を[表1]、[表2]に示す。
Comparative Example 5 An experiment was carried out in the same manner as in Example 5 except that triphenylamine was not added to the polymer gel electrolyte produced in Reference Example 5. The results are shown in [Table 1] and [Table 2].

【0057】比較例6 参考例4において作製した高分子ゲル電解質にビス
(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジ
ル)セバケートを添加しない以外は実施例6と同様に行
った。結果を[表3]、[表2]に示す。
Comparative Example 6 The same procedure as in Example 6 was carried out except that bis (1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidyl) sebacate was not added to the polymer gel electrolyte prepared in Reference Example 4. The results are shown in [Table 3] and [Table 2].

【0058】[0058]

【表1】 [Table 1]

【0059】[0059]

【表2】 [Table 2]

【0060】[0060]

【表3】 [Table 3]

【0061】[0061]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば以下の効果が得られる。 (1)請求項1〜4 非水電解質層が抗酸化剤を含有することにより、非水電
解質層の酸化劣化が防止されるため、サイクル特性の良
好な非水電解質二次電池を得ることが出来る。また、非
水電解質層が高分子ゲル電解質からなる場合、または非
水電解質層が高分子固体電解質からなる場合には、前記
酸化劣化が防止作用によって、サイクル特性が良好なう
え、機械的強度の劣化の少ない非水電解質二次電池を得
ることができる。 (2)請求項5 電解質塩としてのLiPF6 は安全性が高いので、特に
品質の良い非水電解質二次電池を得ることができる。 (3)請求項6 抗酸化剤が非水電解質層に対して0.01〜5wt%含
有されていることにより、非水電解質層の酸化劣化防止
作用が高まる。 (4)請求項7 非水電解質層が高分子ゲル電解質からなる場合、または
非水電解質層が高分子固体電解質からなる場合には、抗
酸化剤として、骨格に3級アミンを有する化合物を用い
ることにより、前記高分子ゲル電解質、高分子固体電解
質それぞれの高分子マトリクスの劣化防止作用が高まる
ため、機械的強度低下の防止効果が増大するうえ、光劣
化防止効果も得られる。
As apparent from the above description, the following effects can be obtained according to the present invention. (1) Claims 1-4 Since the non-aqueous electrolyte layer contains an antioxidant, the non-aqueous electrolyte layer is prevented from being oxidized and deteriorated, so that a non-aqueous electrolyte secondary battery having good cycle characteristics can be obtained. I can do it. Further, when the non-aqueous electrolyte layer is made of a polymer gel electrolyte, or when the non-aqueous electrolyte layer is made of a polymer solid electrolyte, the oxidative deterioration is prevented, and the cycle characteristics are good and the mechanical strength is high. A non-aqueous electrolyte secondary battery with little deterioration can be obtained. (2) Claim 5 Since LiPF 6 as an electrolyte salt has high safety, a non-aqueous electrolyte secondary battery of particularly high quality can be obtained. (3) Claim 6 When the antioxidant is contained in the nonaqueous electrolyte layer in an amount of 0.01 to 5 wt%, the effect of preventing the nonaqueous electrolyte layer from being oxidized and degraded is enhanced. (4) In the case where the non-aqueous electrolyte layer is composed of a polymer gel electrolyte or the non-aqueous electrolyte layer is composed of a polymer solid electrolyte, a compound having a tertiary amine in the skeleton is used as an antioxidant. This increases the effect of preventing the deterioration of the polymer matrix of each of the polymer gel electrolyte and the polymer solid electrolyte, so that the effect of preventing a decrease in mechanical strength is increased and the effect of preventing light deterioration is also obtained.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも正極、非水電解質層、リチウ
ムを吸蔵放出可能な負極からなる非水電解質二次電池に
おいて、非水電解質層中に抗酸化剤を含有することを特
徴とする非水電解質二次電池。
1. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a positive electrode, a non-aqueous electrolyte layer, and a negative electrode capable of inserting and extracting lithium, wherein the non-aqueous electrolyte layer contains an antioxidant. Rechargeable battery.
【請求項2】 請求項1において非水電解質層が、非水
電解液からなることを特徴とする非水電解質二次電池。
2. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte layer comprises a non-aqueous electrolyte.
【請求項3】 請求項1において非水電解質層が、高分
子ゲル電解質からなることを特徴とする非水電解質二次
電池。
3. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte layer comprises a polymer gel electrolyte.
【請求項4】 請求項1において非水電解質層が、高分
子固体電解質からなることを特徴とする非水電解質二次
電池。
4. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte layer comprises a solid polymer electrolyte.
【請求項5】 請求項2,3または4において、非水電
解質層が電解質塩として少なくともLiPF6 を含むこ
とを特徴とする非水電解質二次電池。
5. The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 2, 3 or 4, wherein the non-aqueous electrolyte layer contains at least LiPF 6 as an electrolyte salt.
【請求項6】 請求項1,2,3,4または5におい
て、抗酸化剤が非水電解質層100重量部(抗酸化剤を
除く)に対して0.01〜5重量部の割合で含有されて
いることを特徴とする非水電解質二次電池。
6. The antioxidant according to claim 1, wherein the antioxidant is contained in an amount of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the nonaqueous electrolyte layer (excluding the antioxidant). A non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that:
【請求項7】 請求項6において、抗酸化剤が骨格に3
級アミンを有する化合物であることを特徴とする非水電
解質二次電池。
7. The method of claim 6, wherein the antioxidant has 3
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a compound having a secondary amine.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001093571A (en) * 1999-09-22 2001-04-06 Sony Corp Non-aqueous electrolyte battery
EP1160905A3 (en) * 2000-05-26 2003-06-04 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2003168474A (en) * 2001-11-29 2003-06-13 Japan Storage Battery Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2003532989A (en) * 2000-05-04 2003-11-05 ボロール Electrochemical generator with all-solid-state polymeric electrolyte containing fluoropolymer
JP2006155979A (en) * 2004-11-26 2006-06-15 Central Res Inst Of Electric Power Ind All solid-state battery
JP2015043269A (en) * 2013-08-26 2015-03-05 ソニー株式会社 Electrolyte material, electrolyte and secondary battery
US9059476B2 (en) 2010-11-16 2015-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001093571A (en) * 1999-09-22 2001-04-06 Sony Corp Non-aqueous electrolyte battery
JP2003532989A (en) * 2000-05-04 2003-11-05 ボロール Electrochemical generator with all-solid-state polymeric electrolyte containing fluoropolymer
EP1160905A3 (en) * 2000-05-26 2003-06-04 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte secondary battery
US7014954B2 (en) 2000-05-26 2006-03-21 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte secondary battery including vinylene carbonate and an antioxidant in the electrolyte
JP2003168474A (en) * 2001-11-29 2003-06-13 Japan Storage Battery Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2006155979A (en) * 2004-11-26 2006-06-15 Central Res Inst Of Electric Power Ind All solid-state battery
US9059476B2 (en) 2010-11-16 2015-06-16 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
JP2015043269A (en) * 2013-08-26 2015-03-05 ソニー株式会社 Electrolyte material, electrolyte and secondary battery
US10411300B2 (en) 2013-08-26 2019-09-10 Murata Manufacturing Co., Ltd. Electrolytic solution material, electrolytic solution, and secondary battery

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