(57)【要約】【課題】ジビニルスルホンを添加することなく、高温保存時における電池外装の膨れを抑えることができる非水電解質組成物と、このような非水電解質組成物を用いた非水電解質二次電池を提供すること。【解決手段】非水溶媒中に、電解質塩と、例えばγ−ブチロラクトンのような環状カルボン酸エステルとフルオロエチレンカーボネートのようなハロゲン化環状炭酸エステルを非水溶媒中における含有量がそれぞれ質量比で０．１％以上１％未満及び０．５％以上５％未満となるように添加して、非水電解質組成物とし、このような非水電解質組成物を用いて非水電解質二次電池を得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解質塩と非水溶媒とを含み、
上記非水溶媒は、ハロゲン化環状炭酸エステルと、環状カルボン酸エステルとを含有し、
非水溶媒中における上記ハロゲン化環状炭酸エステルの含有量が質量比で０．１％以上１％未満であると共に、上記環状カルボン酸エステルの含有量が質量比で０．５％以上５％未満であることを特徴とする非水電解質組成物。
【請求項２】
上記非水溶媒は、炭素−炭素間多重結合を有する炭酸エステルを更に含有することを特徴とする請求項１に記載の非水電解質組成物。
【請求項３】
上記非水溶媒がジエチルカーボネートと、ジメチルカーボネート及び／又はエチルメチルカーボネートを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の非水電解質組成物。
【請求項４】
上記非水溶媒における（ジエチルカーボネート）／（ジメチルカーボネート＋エチルメチルカーボネート）比が質量比で１／２以上であることを特徴とする請求項３に記載の非水電解質組成物。
【請求項５】
高分子化合物を更に含有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つの項に記載の非水電解質組成物。
【請求項６】
上記高分子化合物がポリフッ化ビニリデンであることを特徴とする請求項５に記載の非水電解質組成物。
【請求項７】
リチウムイオンを吸蔵及び放出できる材料をそれぞれ正極活物質及び負極活物質とする正極及び負極と、非水電解質組成物と、セパレータと、これらを収容する外装部材を備える非水電解質二次電池であって、
上記非水電解質組成物が、
電解質塩と非水溶媒とを含み、
上記非水溶媒は、ハロゲン化環状炭酸エステルと、環状カルボン酸エステルとを含有し、
非水溶媒中における上記ハロゲン化環状炭酸エステルの含有量が質量比で０．１％以上１％未満であると共に、上記環状カルボン酸エステルの含有量が質量比で０．５％以上５％未満であることを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項８】
上記外装部材が、ラミネートフィルムから成るものであることを特徴とする請求項７に記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質組成物及び非水電解質二次電池に係り、より詳しくは、例えばフルオロエチレンカーボネートのようなハロゲン化環状炭酸エステルと、例えばγ−ブチロラクトンのような環状カルボン酸エステルを含有する非水電解質組成物と、このような非水電解質組成物を用いたリチウムイオン非水電解質二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ一体型ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ）、デジタルスチルカメラ、携帯電話、携帯情報端末、ノート型コンピュータ等のポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。そして、これらの電子機器のポータブル電源として、電池、特に二次電池について、エネルギー密度を向上させるための研究開発が活発に進められている。
【０００３】
中でも、負極活物質に炭素、正極活物質にリチウム−遷移金属複合酸化物、電解液に炭酸エステル混合物を使用するリチウムイオン二次電池は、従来の水系電解液二次電池である鉛電池や、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため、広く実用化されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
特に外装にアルミニウムラミネートフィルムを使用するラミネート電池は軽量であるためエネルギー密度が大きい（例えば、特許文献２参照。）。
このようなラミネート電池においては、電解液で膨潤させたポリマーを用いると、電池の変形を抑制することができるため、ラミネートポリマー電池も広く使用されている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００５】
そして、ラミネート電池等の角型電池においては、高温での保存時に膨れ易いことから、γ−ブチロラクトン等の環状カルボン酸エステル（ラクトン）等の高沸点有機溶媒を用いて高温保存時の膨れを抑制する技術が提案されている。更に、高沸点有機溶媒を高い割合で含有させた場合にサイクル特性が低下することから、高沸点有機溶媒と共にフルオロエチレンカーボネート等のハロゲン化環状炭酸エステルを添加することによって、サイクル特性等を確保しつつ高温保存時の膨れを抑制することが提案されている（特許文献４参照。）。
また、低粘度溶媒にジエチルカーボネートを使用することによって高温保存時の膨れを低減することが知られている（特許文献５参照。）。
【特許文献１】特開平４−３３２４７９号公報
【特許文献２】特許第３４８２５９１号公報
【特許文献３】特開２００５−１６６４４８号公報
【特許文献４】特開２００５−１０８４４０号公報
【特許文献５】特開２００５−３８７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献４に記載された二次電池用電解質においては、フルオロエチレンカーボネートを含有しているために、ジビニルスルホンを添加して高温保存時の膨れを抑制しなければならないが、このジビニルスルホンは、毒性を有し、不安定であるため、これの添加は避けることが望ましい。
一方、上記特許文献５による提案においては、ジエチルカーボネートはジメチルカーボネートやエチルメチルカーボネートより粘度が高いという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ジビニルスルホンを添加することなく、高温保存時における電池外装の膨れを抑え、且つ良好なサイクル特性を得ることができる非水電解質組成物と、このような非水電解質組成物を用いた非水電解質二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討を繰り返した結果、ハロゲン化環状炭酸エステルの非水溶媒中への添加量を少なくすることによって、上記課題が解決できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００９】
すなわち、本発明の非水電解質組成物は、電解質塩と非水溶媒とを含み、該非水溶媒はハロゲン化環状炭酸エステルと、環状カルボン酸エステルとを含有しており、上記ハロゲン化環状炭酸エステル及び環状カルボン酸エステルの非水溶媒中における含有量がそれぞれ質量比で０．１％以上１％未満及び０．５％以上５％未満であることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の非水電解質二次電池は、リチウムイオンを吸蔵及び放出できる材料をそれぞれ正極活物質及び負極活物質とする正極及び負極と、非水電解質組成物と、セパレータと、これらを収容する外装部材を備える非水電解質二次電池であって、上記非水電解質組成物が、電解質塩と非水溶媒とを含み、この非水溶媒がハロゲン化環状炭酸エステルと環状カルボン酸エステルとを含有しており、上記ハロゲン化環状炭酸エステル及び環状カルボン酸エステルの非水溶媒中における含有量がそれぞれ質量比で０．１％以上１％未満及び０．５％以上５％未満であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、非水溶媒中に質量比で０．１％以上１％未満のハロゲン化環状炭酸エステルと、０．５％以上５％未満の環状カルボン酸エステルとを添加することとしたため、ジビニルスルホンを用いることなく、高温保存時における電池の膨れ変形を抑制し得る。更に、サイクル特性の低下も回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の非水電解質組成物につき詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を表すものとする。
【００１３】
上記したように、本発明の非水電解質組成物は、電解質塩と、非水溶媒と、非水溶媒中における質量比で０．１％以上１％未満のハロゲン化環状炭酸エステルと、０．５％以上５％未満の環状カルボン酸エステルを含有するものであって、リチウムイオン非水電解質二次電池の電解液として好適に用いられ、高温保存で膨れず、充放電を繰り返しても放電容量維持率が低下し難い電池が得られる。
【００１４】
すなわち、環状カルボン酸エステルは、高温で重合して電極表面に皮膜を生成することによって他の溶媒の分解を抑制し、高温保存時における膨れを小さくする一方、充放電を繰り返すと分解するために、放電容量維持率が低下するのに対し、ハロゲン化環状炭酸エステルは、初回充電時に薄い皮膜を形成することによって、上記環状カルボン酸エステルの過度の分解を防止し、放電容量の低下を防止しているものと考えられる。
ところが、ハロゲン化環状炭酸エステルは高温で分解して気体を発生するため、必要以上に添加するのは望ましくなく、非水溶媒中における質量比で０．１％以上１％未満の添加が適切であり、０．１〜０．５％の範囲とすることがより好ましい。同様に環状カルボン酸エステルも必要以上に添加するのは望ましくなく、同じく非水溶媒中における質量比で０．５％以上５％未満の範囲内とすることが必要である。
【００１５】
ここで、環状カルボン酸エステルは、次の化学式（１）
【００１６】
【化１】
2008192391.tif 000002
【００１７】
［式（１）中のＲはＣｎＨ２ｎ（２≦ｎ≦５）を示す。］の一般式で表わされるものであるが、具体例としては、例えば次の次の化学式（２）に示すγ−ブチロラクトンを用いることができる。
【００１８】
【化２】
2008192391.tif 000003
【００１９】
また、ハロゲン化環状炭酸エステルは、次の化学式（３）
【００２０】
【化３】
2008192391.tif 000004
【００２１】
［式（３）中のＸ及びＹはＨ、Ｆ、Ｃｌ又はＢｒを示す。］の一般式で表わされるものであるが、具体例としては、例えば次の次の化学式（４）に示すフルオロエチレンカーボネートを用いることができる。
【００２２】
【化４】
2008192391.tif 000005
【００２３】
本発明の非水電解質組成物は、上記したように、ハロゲン化環状炭酸エステルと、環状カルボン酸エステルを必須成分とするが、当該非水電解質組成物の非水溶媒における低粘度溶媒として、ジエチルカーボネートと、ジメチルカーボネート及び／又はエチルメチルカーボネートとの混合物を使用することが望ましい。
このような混合溶媒は、ジエチルカーボネートより粘度が低く、ジメチルカーボネートやエチルメチルカーボネートに較べて高温保存時に膨れ難いからである。このときのジメチルカーボネートの混合比としては、ジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートの合計の半分以上の質量比とすることが好ましい。
【００２４】
さらに、例えばビニレンカーボネートやビニレンエチレンカーボネート等の炭素−炭素間二重結合を有する炭酸エステルを含有させることもでき、これによって、繰り返し充放電時の放電容量維持率（サイクル特性）を向上させることができる。
このような炭素−炭素間二重結合を有する炭酸エステルの含有量としては、０．０５〜５％とすることが好ましい。すなわち、０．０５％未満では、添加の効果が十分でない一方、５％を超えると、大電流放電時の容量が低下することがあることによる。
【００２５】
さらに、本発明の非水電解質組成物においては、高分子化合物を添加し、本発明の非水電解質組成物でこの高分子化合物を膨潤させ、この非水電解質組成物が当該高分子化合物に含浸ないしは保持されるようにすることができる。
かかる高分子化合物の膨潤やゲル化ないしは非流動化により、得られる電池で非水電解質組成物の漏液が起こるのを効果的に抑制することができる。
【００２６】
このような高分子化合物としては、以下の化学式（５）〜（７）で表されるポリビニルホルマール…（５）、ポリアクリル酸エステル…（６）、ポリフッ化ビニリデン…（７）などを例示することができる。
なお、各式において、Ｎは重合度を示し、好ましくはＮ＝１００〜１００００である。すなわち、Ｎが１００未満では、ゲル化が困難であり、１００００を超えると、流動性が減少する傾向があることによる。
【００２７】
【化５】
2008192391.tif 000006
【００２８】
【化６】
2008192391.tif 000007
【００２９】
但し、（６）式中のＲはＣｎＨ２ｎ−１Ｏｍ（ｎは１〜８の整数、ｍは０〜４の整数を示す。）を示す。
【００３０】
【化７】
2008192391.tif 000008
【００３１】
なお、上述の高分子化合物の含有量は、０．１〜５％とすることが好ましい。０．１％未満では、ゲル化が困難となり、５％を超えると、流動性が減少することがある。
【００３２】
本発明の非水電解質組成物に用いる非水溶媒としては、各種の高誘電率溶媒や低粘度溶媒を挙げることができる。
高誘電率溶媒としては、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等を好適に用いることができるが、これらに限定されるものではなく、ブチレンカーボネート、４−クロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（クロロエチレンカーボネート）、トリフルオロメチルエチレンカーボネートなどを挙げることができる。
【００３３】
また、高誘電率溶媒として、環状炭酸エステルの代わりに又はこれと併用して、γ−バレロラクトン等のラクトン、Ｎ−メチルピロリドン等のラクタム、Ｎ−メチルオキサゾリジノン等の環状カルバミン酸エステル、テトラメチレンスルホン等のスルホン化合物なども使用することができる。
【００３４】
一方、低粘度溶媒としては、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等を好適に使用することができるが、これ以外にも、メチルプロピルカーボネート等の鎖状炭酸エステル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル等の鎖状カルボン酸エステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の鎖状アミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸エチル等の鎖状カルバミン酸エステル、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン等のエーテルを用いることができる。
【００３５】
なお、本発明の非水電解質組成物において、上述の高誘電率溶媒及び低粘度溶媒は、その１種を単独で又は２種以上を任意に混合して用いることができる。
また、上述の非水溶媒の含有量は、７０〜９０％とすることが好ましい。７０％未満では、粘度が上昇し、９０％を超えると、十分な電導度が得られないことがある。
【００３６】
また、本発明の非水電解質組成物に用いる電解質塩としては、上記非水溶媒に溶解ないしは分散してイオンを生ずるものであればよく、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を好適に使用することができるが、これに限定されないことはいうまでもない。
すなわち、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、六フッ化アンチモン酸リチウム（ＬｉＳｂＦ６）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、四塩化アルミニウム酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ４）等の無機リチウム塩や、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド（ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２）、リチウムビス（ペンタフルオロメタンスルホン）メチド（ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２）、リチウムトリス（トリフルオロメタンスルホン）メチド（ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３）等のパーフルオロアルカンスルホン酸誘導体のリチウム塩なども使用可能であり、これらを単独で又は２種以上を組み合わせて使用することも可能である。
【００３７】
なお、このような電解質塩の含有量は、１０〜３０％とすることが好ましい。１０％未満では、十分な電導度が得られないことがあり、３０％を超えると、粘度が上昇し過ぎることがある。
【００３８】
次に、本発明の非水電解質二次電池について詳細に説明する。
図１は、本発明の非水電解質二次電池の一実施形態であって、ラミネート型電池の一例を示す分解斜視図である。
同図において、この二次電池は、正極端子１１と負極端子１２が取り付けられた電池素子２０をフィルム状の外装部材３０の内部に封入して構成されている。正極端子１１及び負極端子１２は、外装部材３０の内部から外部に向かって、例えば同一方向にそれぞれ導出されている。正極端子１１及び負極端子１２は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）又はステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成される。
【００３９】
外装部材３０は、例えばナイロンフィルム、アルミニウム箔及びポリエチレンフィルムをこの順に張り合わせた矩形状のラミネートフィルムにより構成されている。外装部材３０は、例えばポリエチレンフィルム側と電池素子２０とが対向するように配設されており、各外縁部が融着又は接着剤により互いに接合されている。
外装部材３０と正極端子１１及び負極端子１２との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム３１が挿入されている。密着フィルム３１は、正極端子１１及び負極端子１２に対して密着性を有する材料により構成され、例えば正極端子１１及び負極端子１２が上述した金属材料から構成される場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン又は変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されることが好ましい。
【００４０】
なお、外装部材３０は、上述したラミネートフィルムに代えて、他の構造、例えば金属材料を含まないラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルム又は金属フィルムなどにより構成してもよい。
ここで、外装部材の一般的な構成は、外装層／金属箔／シーラント層の積層構造で表すことができ（但し、外装層及びシーラント層は複数層で構成されることがある。）、上記の例では、ナイロンフィルムが外装層、アルミニウム箔が金属箔、ポリエチレンフィルムがシーラント層に相当する。
なお、金属箔としては、耐透湿性のバリア膜として機能すれば十分であり、アルミニウム箔のみならず、ステンレス箔、ニッケル箔及びメッキを施した鉄箔などを使用することができるが、薄く軽量で加工性に優れるアルミニウム箔を好適に用いることができる。
【００４１】
外装部材として、使用可能な構成を（外装層／金属箔／シーラント層）の形式で列挙すると、Ｎｙ（ナイロン）／Ａｌ（アルミ）／ＣＰＰ（無延伸ポリプロピレン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）／Ａｌ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ａｌ／ＰＥＴ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／Ａｌ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／Ａｌ／Ｎｙ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／Ａｌ／Ｎｙ／ＰＥ（ポリエチレン）、Ｎｙ／ＰＥ／Ａｌ／ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ＰＥＴ／ＰＥ／Ａｌ／ＰＥＴ／ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＰＥＴ／Ｎｙ／Ａｌ／ＬＤＰＥ／ＣＰＰなどがある。
【００４２】
図２は、図１に示した電池素子２０のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。同図において、電池素子２０は、正極２１と負極２２とが本発明の非水電解質組成物から成る非水電解質組成物層２３及びセパレータ２４を介して対向して位置し、巻回されているものであり、最外周部は保護テープ２５により保護されている。  
【００４３】
ここで、正極２１は、例えば対向する一対の面を有する正極集電体２１Ａの両面又は片面に正極活物質層２１Ｂが被覆された構造を有している。正極集電体２１Ａには、長手方向における一方の端部に正極活物質層２１Ｂが被覆されずに露出している部分があり、この露出部分に正極端子１１が取り付けられている。
正極集電体２１Ａは、例えばアルミニウム箔、ニッケル箔又はステンレス箔などの金属箔により構成される。
【００４４】
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な正極材料のいずれか１種又は２種以上を含んでおり、必要に応じて導電材及び結着剤を含んでいてもよい。
リチウムを吸蔵及び放出することが可能な正極材料としては、例えば硫黄（Ｓ）や、二硫化鉄（ＦｅＳ２）、二硫化チタン（ＴｉＳ２）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）、二セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ２）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、二酸化マンガン（ＭｎＯ２）などのリチウムを含有しないカルコゲン化物（特に層状化合物やスピネル型化合物）、リチウムを含有するリチウム含有化合物、並びに、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリピロールなどの導電性高分子化合物が挙げられる。
【００４５】
これらの中でも、リチウム含有化合物は、高電圧及び高エネルギー密度を得ることができるものがあるので好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えばリチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物や、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物が挙げられるが、より高い電圧を得る観点からは、特にコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）又はこれらの任意の混合物を含むものが好ましい。
【００４６】
かかるリチウム含有化合物は、代表的には、次の一般式（８）又は（９）
ＬｉＭＩＯ２…（８）
ＬｉｙＭＩＩＰＯ４…（９）
（式中のＭＩ及びＭＩＩは１種類以上の遷移金属元素を示し、ｘ及びｙの値は電池の充放電状態によって異なるが、通常０．０５≦ｘ≦１．１０、０．０５≦ｙ≦１．１０である。）で表され、（８）式の化合物は一般に層状構造を有し、（９）式の化合物は一般にオリビン構造を有する。
【００４７】
また、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物の具体例としては、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉｘＣｏＯ２）、リチウムニッケル複合酸化物（ＬｉｘＮｉＯ２）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（ＬｉｘＮｉ１−ｚＣｏｚＯ２（０＜ｚ＜１）、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）などが挙げられる。
リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物の具体例としては、例えばオリビン構造を有するリチウム鉄リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ４）又はリチウム鉄マンガンリン酸化合物（ＬｉＦｅ１−ｖＭｎｖＰＯ４（ｖ＜１））が挙げられる。
【００４８】
これらの複合酸化物において、構造を安定化させる等の目的から、遷移金属の一部をＡｌやＭｇその他の遷移金属元素で置換したり結晶粒界に含ませたりしたもの、酸素の一部をフッ素等で置換したもの等も挙げることができる。更に、正極活物質表面の少なくとも一部に他の正極活物質を被覆したものとしてもよい。また、正極活物質は、複数種類を混合して用いてもよい。
【００４９】
一方、負極２２は、正極２１と同様に、例えば対向する一対の面を有する負極集電体２２Ａの両面又は片面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有している。負極集電体２２Ａには、長手方向における一方の端部に負極活物質層２２Ｂが設けられず露出している部分があり、この露出部分に負極端子１２が取り付けられている。
負極集電体２２Ａは、例えば銅箔、ニッケル箔又はステンレス箔などの金属箔により構成される。  
【００５０】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な負極材料、金属リチウムのいずれか１種又は２種以上を含んでおり、必要に応じて導電材及び結着剤を含んでいてもよい。
リチウムを吸蔵及び放出することが可能な負極材料としては、例えば炭素材料、金属酸化物及び高分子化合物が挙げられる。炭素材料としては、難黒鉛化炭素材料、人造黒鉛材料や黒鉛系材料などが挙げられ、より具体的には、熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭、カーボンブラックなどがある。
このうち、コークス類にはピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスなどがあり、有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。また、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブテンなどが挙げられ、高分子化合物としてはポリアセチレンやポリピロールなどが挙げられる。
【００５１】
さらに、リチウムを吸蔵及び放出することが可能な負極材料としては、リチウムと合金を形成可能な金属元素及び半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として含む材料も挙げられる。この負極材料は金属元素又は半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種又は２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。
なお、本発明において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物又はこれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００５２】
このような金属元素又は半金属元素としては、例えばスズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、アルミニウム、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、銀（Ａｇ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びイットリウム（Ｙ）が挙げられる。
中でも、長周期型周期表における１４族の金属元素又は半金属元素が好ましく、特に好ましいのはケイ素又はスズである。ケイ素及びスズは、リチウムを吸蔵及び放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。
【００５３】
スズの合金としては、例えばスズ以外の第２の構成元素として、ケイ素、マグネシウム（Ｍｇ）、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン及びクロム（Ｃｒ）から成る群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
ケイ素の合金としては、例えばケイ素以外の第２の構成元素として、スズ、マグネシウム、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン及びクロムから成る群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００５４】
スズの化合物又はケイ素の化合物としては、例えば酸素（Ｏ）又は炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００５５】
さらに、上述のような負極材料としては、チタンのようにリチウムと複合酸化物を形成する元素でもよい。もちろん、金属リチウムを析出溶解させてもよく、リチウム以外のマグネシウムやアルミニウムを析出溶解させることもできる。
【００５６】
また、セパレータ２４は、例えばポリプロピレン若しくはポリエチレンなどのポリオレフィン系の合成樹脂から成る多孔質膜、又はセラミック製の不織布などの無機材料から成る多孔質膜など、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の薄膜から構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造としてもよい。特に、ポリオレフィン系の多孔質膜を含むものは、正極２１と負極２２との分離性に優れ、内部短絡や開回路電圧の低下をいっそう低減できるので好適である。
【００５７】
次に、上述した二次電池の製造方法の一例につき説明する。
上記ラミネート型二次電池は、以下のようにして製造することができる。
まず、正極２１を作製する。例えば粒子状の正極活物質を用いる場合には、正極活物質と必要に応じて導電材及び結着剤とを混合して正極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの分散媒に分散させて正極合剤スラリーを作製する。
次いで、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し乾燥させ、圧縮成型して正極活物質層２１Ｂを形成する。
【００５８】
また、負極２２を作製する。例えば粒子状の負極活物質を用いる場合には、負極活物質と必要に応じて導電材及び結着剤とを混合して負極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの分散媒に分散させて負極合剤スラリーを作製する。この後、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層２２Ｂを形成する。
【００５９】
次いで、正極２１に正極端子１１を取り付けるとともに、負極２２に負極端子１２を取り付けた後、セパレータ２４、正極２１、セパレータ２４及び負極２２を順次積層して巻回し、最外周部に保護テープ２５を接着して巻回電極体を形成する。更に、この巻回電極体を外装部材３０で挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とする。
【００６０】
しかる後、上述した鎖状炭酸エステルと、六フッ化リン酸リチウムなどの電解質塩と、エチレンカーボネートなどの非水溶媒を含む非水電解質組成物を準備し、外装部材３０の開口部から巻回電極体の内部に注入して、外装部材３０の開口部を熱融着し封入する。これにより、非水電解質組成物層２３が形成され、図１及び図２に示した二次電池が完成する。
【００６１】
なお、この二次電池は次のようにして製造してもよい。
例えば、巻回電極体を作製してから非水電解質組成物を注入するのではなく、正極２１及び負極２２の上、又はセパレータ２４に非水電解質組成物を塗布した後に巻回し、外装部材３０の内部に封入するようにしてもよい。
また、ゲル状の非水電解質組成物を有するポリマー型の非水電解質二次電池を作製する場合には、正極２１及び負極２２の上、又はセパレータ２４に上述したポリフッ化ビニリデン等の高分子化合物のモノマーを塗布して巻回し、外装部材３０の内部に収納した後に上述した非水電解質組成物を注入するようにしてゲル状の非水電解質組成物を形成してもよい。但し、外装部材３０の内部でモノマーを重合させるようにした方が非水電解質組成物とセパレータ２４との接合性が向上し、内部抵抗を低くすることができるので好ましい。また、外装部材３０の内部に非水電解質組成物を注入してゲル状の非水電解質組成物を形成するようにした方が、少ない工程で簡単に製造することができるので好ましい。
【００６２】
以上により説明した二次電池では、充電を行うと、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、非水電解質組成物層２３を介して負極活物質層２２Ｂに吸蔵される。放電を行うと、負極活物質層２２Ｂからリチウムイオンが放出され、非水電解質組成物層２３を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
【００６３】
ここで、非水電解質組成物層２３に含まれる非水電解質組成物には、ハロゲン化環状炭酸エステルと、環状カルボン酸エステルが所定範囲内で含有されており、電池のサイクル特性向上と共に、電池の膨れ抑制に有効である。
なお、本発明は上記のようなラミネート型電池のみならず、筒型電池、角型電池等にも適用可能であるが、特に、電池外装の膨れ対策がより強く求められているラミネートフィルム外装電池や、薄型の角型電池に適用した場合により効果的なものとなる。
【実施例】
【００６４】
以下、本発明を実施例及び比較例により更に詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
具体的には、以下の各例に記載したような操作を行い、図１及び図２に示したようなラミネート型電池を作製し、その性能を評価した。
【００６５】
（実施例１）
まず、正極活物質としてリチウム・コバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ２）９４重量部と、導電材としてグラファイト３重量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）３重量部とを均質に混合してＮ−メチルピロリドンを添加し、正極合剤塗液を得た。
次いで、得られた正極合剤塗液を厚み２０μｍのアルミニウム箔上の両面に均一に塗布し、乾燥して片面当たり４０ｍｇ／ｃｍ２の正極合剤層を形成した。これを幅５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの形状に切断して正極を作成し、正極端子を取り付けた。
【００６６】
次に、負極活物質として黒鉛９７重量部と、結着剤としてＰＶｄＦ３重量部とを均質に混合してＮ−メチルピロリドンを添加し負極合剤塗液を得た。
次いで、得られた負極合剤塗液を負極集電体となる厚み１５μｍの銅箔上の両面に均一に塗布し、乾燥して片面当たり２０ｍｇ／ｃｍ２の負極合剤層を形成した。これを幅５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの形状に切断して負極を作成し、負極端子を取り付けた。
【００６７】
非水電解質組成物としては、化学式（２）及び（４）に示したγ−ブチロラクトン及びフルオロエチレンカーボネートを添加したもの、すなわちエチレンカーボネート（ＥＣ）／エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）／フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）／γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）／ビニレンカーボネート（ＶＣ）＝３７／６０／０．５／２／０．５の割合（重量比）で混合した非水溶媒８６に対して六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）１４の割合（重量比）で溶解させたものを用いた。
【００６８】
この正極と負極を、厚さ７μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムの両面にポリフッ化ビニリデンを２μｍずつ塗布して成るセパレータを介して積層して巻き取り、アルミニウムラミネートフィルムから成る外装部材の一例である袋に入れた。この袋に上記非水電解質組成物を２ｇ注入後、袋を熱融着してラミネート型電池を作成した。この電池の容量は７００ｍＡｈである。
【００６９】
この電池を２３℃の環境下７００ｍＡで４．２Ｖを上限として３時間充電した後、９０℃で４時間保存した時の電池厚みの変化（膨れ）と、２３℃の環境下７００ｍＡで４．２Ｖを上限として３時間充電した後、７００ｍＡで３．０Ｖまで放電することを繰り返し、３００サイクル後の放電容量維持率を測定し、その結果を表１に示す。
このように、低粘度溶媒としてＥＣ、高誘電率溶媒としてＥＭＣを用い、添加剤としてＶＣを添加すると共に、ハロゲン化環状炭酸エステルと環状カルボン酸エステルを添加することによって、９０℃で４時間保存後の電池の膨れが、後述するように、上記のようなハロゲン化環状炭酸エステルも環状カルボン酸エステルホウ酸塩も添加していない非水電解質組成物を使用した比較例１の電池よりも減少していることが分かる。
【００７０】
（実施例２〜１３）
非水溶媒として、上記エチレンカーボネート及びエチルメチルカーボネートに高誘電率溶媒であるジエチルカーボネート（ＤＥＣ）及びジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を加え、これらの混合比をそれぞれ表１に示すような値に変えたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、実施例２〜１３のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
表１に示すように、ＥＣとＥＭＣの混合比を変えたり（実施例２，３）、高誘電率溶媒としてＤＭＣ（実施例４）や、高粘度のＤＥＣを用いたり（実施例５，６，７）、これら高誘電率溶媒を混ぜ合わせて使用したり、その混合比を変化させたりした場合（実施例８〜１３）でも、ハロゲン化環状炭酸エステルと環状カルボン酸エステルの両者の添加によって、実施例１と同様の効果が得られ、９０℃で４時間保存後の電池の膨れが比較例１の電池よりも減少していることが分かる。
【００７１】
なお、高誘電率溶媒としてＤＭＣを用いることによって、９０℃で４時間保存後の電池の膨れが大きくなる傾向が認められるが、このようにＤＭＣを多量に含む非水電解質組成物を使用した場合にも、後述する比較例７〜１０から明らかなように、ハロゲン化環状炭酸エステルや環状カルボン酸エステルの適量添加によって、膨れ及びサイクル特性の改善効果が認められる。
【００７２】
（実施例１４）
フルオロエチレンカーボネートの混合比を０．９％とし、その分エチレンカーボネートを減じたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このようにハロゲン化環状炭酸エステルの添加量が上限値に近づくと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが上記実施例１の場合よりも増大するが、比較例１の電池よりも減少していることが確認された。
【００７３】
（実施例１５）
フルオロエチレンカーボネートの混合比を０．１％に減じ、その分エチレンカーボネートの混合比を増したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このようにハロゲン化環状炭酸エステルの添加量を下限値まで低下させると、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが実施例１の場合よりも僅かに減少する一方、３００サイクル後の放電維持率が上記実施例１の場合よりも減少するが、６０％以上であり、後述するように、ハロゲン化環状炭酸エステルを添加していない比較例７の電池よりも高いことが分かる。
【００７４】
（実施例１６）
γ−ブチロラクトンの混合比を３％とし、その分エチレンカーボネートを減じたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を測定し、得られた結果を表１に併せて示す。
このように環状カルボン酸エステルの添加量が上限値に近づくと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが上記実施例１の場合よりも減少する一方、３００サイクル後の放電維持率が上記実施例１の場合よりも減少するものの、６０％以上であることが確認された。
【００７５】
（実施例１７）
γ−ブチロラクトンの混合比を０．５％に減じ、その分エチレンカーボネートの混合比を増したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように環状カルボン酸エステルの添加量を下限値まで低下させると、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが実施例１の場合よりも増すものの、比較例１よりも少なくなっていることが確認された。一方、３００サイクル後の放電維持率が向上し、実施例１や比較例１よりも高いことが分かる。
【００７６】
（実施例１８）
ビニレンカーボネートを添加することなく、その分エチレンカーボネートの混合比を増したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、ビニレンカーボネートを添加しないと、３００サイクル後の放電容量維持率は上記実施例１よりも若干低下するものの、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れは実施例１の場合よりも僅かに減少することが分かる。
【００７７】
（比較例１）
ハロゲン化環状炭酸エステル及び環状カルボン酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルも環状カルボン酸エステルも使用しないと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが実施例１〜１８よりも増大することが分かる。
【００７８】
（比較例２）
ハロゲン化環状炭酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルを添加しないと、３００サイクル後の放電容量維持率は上記実施例１〜１８よりも低下し、６０％以下であることが分かる。
【００７９】
（比較例３）
フルオロエチレンカーボネートの混合比を１％に増量し、その分エチレンカーボネートの混合比を減じたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルの添加量が増すと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが、同様の非水溶媒を用いた実施例１の場合よりも増すことが分かる。
【００８０】
（比較例４）
γ−ブチロラクトンの混合比を５％に増量し、その分エチレンカーボネートの混合比を減じたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に測定し、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、環状カルボン酸エステルの添加量が増すと、３００サイクル後の放電維持率が実施例１〜１８よりも低下し、６０％以下となることが判明した。
【００８１】
（比較例５）
γ−ブチロラクトンの混合比を０．４％に減量し、その分エチレンカーボネートの混合比を増量したこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、環状カルボン酸エステルの添加量が０．５％未満に減ると、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが、同様の非水溶媒を用いた実施例１の場合よりも増すことが確認された。
【００８２】
（比較例６）
γ−ブチロラクトンの混合比を５％に、フルオロエチレンカーボネートの混合比を１％にそれぞれ増量し、その分エチレンカーボネートの混合比を減じたこと以外は、実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルや環状カルボン酸エステルの添加量がそれぞれ１％以上、５％以上に増すと、３００サイクル後の放電維持率が実施例１〜１８よりも低下し、６０％以下となることが判明した。
【００８３】
（比較例７）
ハロゲン化環状炭酸エステル及び環状カルボン酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例４と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、高誘電率溶媒としてＤＭＣを用いた電池においても、ハロゲン化環状炭酸エステルも環状カルボン酸エステルも使用しないと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが増し、同様の非水溶媒を用いた実施例４の場合よりもさらに大幅に増大することが確認された。
【００８４】
（比較例８）
ハロゲン化環状炭酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例４と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルを添加しないと、高誘電率溶媒としてＤＭＣを用いた電池においても、３００サイクル後の放電容量維持率が実施例４の場合よりも低下し、６０％以下であることが分かる。
【００８５】
（比較例９）
環状カルボン酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例４と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、高誘電率溶媒としてＤＭＣを用いた電池においても、環状カルボン酸エステルを添加しないと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが増し、同様の非水溶媒を用いた実施例４の場合よりもさらに大幅に増大することが確認された。
【００８６】
（比較例１０）
γ−ブチロラクトンの混合比を５％に、フルオロエチレンカーボネートの混合比を１％にそれぞれ増量し、その分エチレンカーボネートの混合比を減じたこと以外は、実施例４と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、高誘電率溶媒としてＤＭＣを用いた電池においても、ハロゲン化環状炭酸エステルや環状カルボン酸エステルの添加量がそれぞれ適正範囲を超えると、３００サイクル後の放電維持率が実施例１〜１８よりも、特に同様の非水溶媒を用いた実施例４の電池よりもさらに低下し、６０％以下となることが判明した。
【００８７】
（比較例１１）
ハロゲン化環状炭酸エステルも環状カルボン酸エステルも混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例１８（ビニレンカーボネート無添加）と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステル、環状カルボン酸エステル、ビニレンカーボネートを添加しないと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが実施例１〜１８や比較例１（ビニレンカーボネート添加）よりも大きくなることが分かる。
【００８８】
（比較例１２）
ハロゲン化環状炭酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例１８（ビニレンカーボネート無添加）と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表１に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルもビニレンカーボネートも添加しないと、３００サイクル後の放電維持率が実施例１〜１８や比較例２（ビニレンカーボネート添加）よりも低下し、６０％以下となることが分かる。
【００８９】
【表１】
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【００９０】
（実施例１９）
非水溶媒に、プロピレンカーボネート（ＰＣ）５％を混合し、その分エチレンカーボネートの混合比を増したこと以外は、上記実施例６と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表２に示す。
このように、溶媒にプロピレンカーボネートを混合した場合においても、ハロゲン化環状炭酸エステルと環状カルボン酸エステルを使用することによって、９０℃で４時間保存後の電池の膨れが、後述するように、ハロゲン化環状炭酸エステルも環状カルボン酸エステルホウ酸塩も添加していない非水電解質組成物を使用した比較例１３の電池よりも減少していることが分かる。
【００９１】
（実施例２０〜３１）
非水溶媒として、上記エチレンカーボネート（ＥＣ）及びジエチルカーボネート（ＤＥＣ）に、高誘電率溶媒であるエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）及びジメチルカーボネートを（ＤＭＣ）を加え、これらの混合比をそれぞれ表２に示すような値に変えたこと以外は、上記実施例１９と同様の操作を繰り返し、実施例２０〜３１のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、非水溶媒の混合比を変化させた場合も、ハロゲン化環状炭酸エステルと環状カルボン酸エステルの添加によって、９０℃で４時間保存後の電池の膨れが上記実施例１９と同様に減少し、いずれも比較例１３の電池よりも少なくなることが確認された。
【００９２】
（実施例３２）
フルオロエチレンカーボネートの混合比を０．９％とし、その分エチレンカーボネートを減じたこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
表２に示すように、ハロゲン化環状炭酸エステルの添加量が上限値に近づくと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが上記実施例１９の膨れよりも増大するが、比較例１３の電池よりも減少することが確認された。
【００９３】
（実施例３３）
フルオロエチレンカーボネートの混合比を０．１％に減じ、その分エチレンカーボネートの混合比を増したこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このようにハロゲン化環状炭酸エステルの添加量を下限値まで低下させると、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが実施例１９の場合よりも増大するが比較例１３よりも少なく、一方３００サイクル後の放電維持率が上記実施例１９の場合よりも僅かに減少するが、６０％以上であることが分かる。
【００９４】
（実施例３４）
γ−ブチロラクトンの混合比を３％に増量し、その分エチレンカーボネートを減じたこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に測定し、得られた結果を表２に併せて示す。
このように環状カルボン酸エステルの添加量が上限値に近づくと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが上記実施例１９の場合よりも増大するものの、比較例１３よりも少ない。また、３００サイクル後の放電維持率が上記実施例１９の場合よりも減少するものの、６０％以上であることが確認された。
【００９５】
（実施例３５）
γ−ブチロラクトンの混合比を０．５％に減量し、その分エチレンカーボネートの混合比を増したこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、環状カルボン酸エステルの添加量を下限値まで低下させると、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが実施例１９の場合よりも増加するが、比較例１３よりも少ないことが確認された。一方、３００サイクル後の放電維持率が向上し、実施例１９及び比較例１３よりも高いことが分かる。
【００９６】
（実施例３６）
ビニレンカーボネートを添加することなく、その分エチレンカーボネートの混合比を増量したこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このようにビニレンカーボネートを添加しないことによって、３００サイクル後の放電容量維持率が上記実施例１９及び比較例１３よりも僅かに低下する一方、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れは、比較例１３よりも減少することが判明した。
【００９７】
（比較例１３）
ハロゲン化環状炭酸エステル及び環状カルボン酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、上記同様に、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、非水溶媒にＰＣを混合した場合においても、ハロゲン化環状炭酸エステル及び環状カルボン酸エステルのいずれをも添加しないことによって、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが実施例１９〜３６よりも増大することが分かる。
【００９８】
（比較例１４）
ハロゲン化環状炭酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルを添加しないと、３００サイクル後の放電容量維持率は上記実施例１９〜３６よりも低下し、６０％以下となることが分かる。
【００９９】
（比較例１５）
フルオロエチレンカーボネートの混合比を１％に増し、その分エチレンカーボネートの混合比を減量したこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルの添加量が増すと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが同組成の溶媒を用いた実施例１９の電池よりも大幅に増大することが分かる。
【０１００】
（比較例１６）
γ−ブチロラクトンの混合比を５％に増量し、その分エチレンカーボネートの混合比を減じたこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に測定し、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、環状カルボン酸エステルの添加量が増すと、３００サイクル後の放電維持率が実施例１９〜３６よりも低下し、６０％以下となることが分かる。
【０１０１】
（比較例１７）
γ−ブチロラクトンの混合比を０．４％に減じ、その分エチレンカーボネートの混合比を増量したこと以外は、実施例１９と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、環状カルボン酸エステルの添加量が０．５％未満に減少すると、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが同組成の溶媒を用いた実施例１９の電池よりも大幅に増大することが確認された。
【０１０２】
（比較例１８）
ハロゲン化環状炭酸エステル及び環状カルボン酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例２５（高誘電率溶媒としてＤＭＣ使用）と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、溶媒中にプロピレンカーボネートを混合し、高誘電率溶媒としてＤＭＣを使用した場合においても、ハロゲン化環状炭酸エステルも環状カルボン酸エステルも添加しないと、これらを含有する非水電解質組成物を使用した実施例２５の電池における膨れ量よりも大幅に大きくなることが分かる。
【０１０３】
（比較例１９）
ハロゲン化環状炭酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例２５と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、ＰＣと共に、誘電率溶媒としてＤＭＣを用いた電池においても、ハロゲン化環状炭酸エステルを添加しないと、３００サイクル後の放電容量維持率が上記実施例１９〜３６よりも低下し、６０％以下となることが分かる。
【０１０４】
（比較例２０）
環状カルボン酸エステルを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例２５と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を上記同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、ＰＣと共に、高誘電率溶媒としてＤＭＣを用いた電池においても、環状カルボン酸エステルを添加しないと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが増し、同様の非水溶媒を用いた実施例２５の場合よりもさらに大幅に増大することが確認された。
【０１０５】
（比較例２１）
γ−ブチロラクトンの混合比を５％に、フルオロエチレンカーボネートの混合比を１％にそれぞれ増量し、その分エチレンカーボネートの混合比を減じたこと以外は、実施例２５と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、溶媒中にプロピレンカーボネートを混合し、高誘電率溶媒としてＤＭＣを用いた電池においても、ハロゲン化環状炭酸エステルや環状カルボン酸エステルの添加量がそれぞれ適正範囲を超えた場合には、３００サイクル後の放電維持率が実施例１９〜３６の電池よりもさらに低下し、６０％以下となることが判明した。
【０１０６】
（比較例２２）
ハロゲン化環状炭酸エステル及び環状カルボン酸エステルと、ビニレンカーボネートをいずれも混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例２３（高誘電率溶媒としてＤＥＣ使用）と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、溶媒中にプロピレンカーボネートを混合し、高誘電率溶媒としてＤＥＣを使用した電池においても、ハロゲン化環状炭酸エステル、環状カルボン酸エステル、ビニレンカーボネートを添加しないと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが実施例１９〜３６よりも大きくなることが分かる。
【０１０７】
（比較例２３）
ハロゲン化環状炭酸エステルとビニレンカーボネートを混合することなく、その分エチレンカーボネートを増量したこと以外は、実施例２３と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表２に併せて示す。
このように、ハロゲン化環状炭酸エステルもビニレンカーボネートも添加しないと、３００サイクル後の放電維持率が実施例１９〜３６よりも低下し、６０％以下となることが分かる。
【０１０８】
【表２】
2008192391.tif 000010
【０１０９】
なお、表１と表２の結果を比較すると、プロピレンカーボネートの混合によって、９０℃で４時間保存後の電池の膨れが改善される一方、３００サイクル後の放電維持率については、僅かに劣化する傾向が認められる。
【０１１０】
（実施例３７）
微多孔性ポリエチレンフィルムから成るセパレータにポリフッ化ビニリデンを塗布することなく、正極及び負極を積層したこと以外は、上記実施例１と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を同様に求め、得られた結果を表３に示す。
【０１１１】
（比較例２４）
γ−ブチロラクトンを混合することなく、その分エチレンカーボネートの混合比を増したこと以外は、上記実施例３７と同様の操作を繰り返し、本例のラミネート型電池を得た。そして、同様に９０℃で４時間保存後の電池の膨れと共に、３００サイクル後の放電維持率を求め、得られた結果を表３に示す。
【０１１２】
【表３】
2008192391.tif 000011
【０１１３】
このように、非水電解質組成物をポリマーに膨潤させないと、９０℃で４時間保存した時の電池の膨れが大きくなるが、ハロゲン化環状炭酸エステルと環状カルボン酸エステルを共存させることによって膨れの度合いが小さくなることが分かる。
【０１１４】
以上、本発明を若干の実施形態及び実施例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、上記の実施形態では、正極２１及び負極２２を積層して巻回した電池素子２０を備える場合について説明したが、１対の正極と負極とを積層した平板状の電池素子、又は複数の正極と負極とを積層した積層型の電池素子を備える場合についても、本発明を適用することができる。
また、上記の実施形態では、フィルム状の外装部材３０を用いる場合について説明したが、外装部材に缶を用いたいわゆる円筒型、角型、コイン型、ボタン型などの他の形状を有する電池についても同様に本発明を適用することができる。さらに、二次電池に限らず一次電池についても適用可能である。
【０１１５】
さらに、本発明は、上述の如く、電極反応物質としてリチウムを用いる電池に関するものであるが、本発明の技術的思想は、ナトリウム（Ｎａ）若しくはカリウム（Ｋ）などの他のアルカリ金属、マグネシウム（Ｍｇ）若しくはカルシウム（Ｃａ）などのアルカリ土類金属、又はアルミニウムなどの他の軽金属を用いる場合についても適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の非水電解質二次電池の一実施形態であって、ラミネート型電池の一例を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示した電池素子のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１１…正極端子、１２…負極端子、２０…電池素子、２１…正極、２１Ａ…正極集電体、２１Ｂ…正極活物質層、２２…負極、２２Ａ…負極集電体、２２Ｂ…負極活物質層、２３…非水電解質組成物層、２４…セパレータ、２５…保護テープ、３０…外装部材、３１…密着フィルム。
【図１】
2008192391.tif 000012
【図２】
2008192391.tif 000013