(57)【要約】【課題】黒鉛系炭素材料からなる負極であっても、プロピレンカーボネートを含有する有機電解液を使用できるようにする。【解決手段】リチウムイオンを吸蔵可能且つ放出可能な物質からなる正極と、黒鉛系炭素材料からなる負極と、有機電解液とを備える非水電解液二次電池で、前記有機電解液が、プロピレンカーボネートを含有する溶媒に、リチウム塩を２．０モル／Ｌ以上溶解してなる。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオンを吸蔵可能且つ放出可能な物質からなる正極と、黒鉛系炭素材料からなる負極と、有機電解液とを備える非水電解液二次電池であって、
前記有機電解液が、プロピレンカーボネートを含有する溶媒に、リチウム塩を２．０モル／Ｌ以上溶解してなる非水電解液二次電池。
【請求項２】
プロピレンカーボネートを主とする溶媒に、リチウム塩が２．０モル／Ｌ以上溶解されている非水電解液二次電池用有機電解液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、非水電解液二次電池およびその有機電解液に関し、さらに詳しくは、リチウムイオンを吸蔵可能且つ放出可能な物質からなる正極と、黒鉛系炭素材料からなる負極と、有機電解液とを備える非水電解液二次電池およびその有機電解液に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムイオンを吸蔵可能且つ放出可能な物質からなる正極および負極と、有機電解液とを備える非水電解液二次電池（いわゆるリチウム二次電池）は、高容量の二次電池として注目されており、すでに実用化もされている。
現在、その負極としては、体積エネルギー密度を高くできること、また作動電圧を高く確保できることから、天然黒鉛もしくは結晶性の高い人造黒鉛（これらを黒鉛系炭素材料と総称する）が、一般的に用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような黒鉛系炭素材料からなる負極のものでは、低融点で誘電率が高く、低温においても高い電気伝導を有するプロピレンカーボネートを含有する有機電解液を用いると、プロピレンカーボネートが充電中に分解するため使用できないという問題があり、何らかの改善策が望まれている。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、黒鉛系炭素材料からなる負極であっても、プロピレンカーボネートを含有する有機電解液を使用できるようにするところにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の特徴構成は、リチウムイオンを吸蔵可能且つ放出可能な物質からなる正極と、黒鉛系炭素材料からなる負極と、有機電解液とを備える非水電解液二次電池であって、前記有機電解液が、プロピレンカーボネートを含有する溶媒に、リチウム塩を２．０モル／Ｌ以上溶解してなるところにある。
【０００６】
請求項２記載の発明の特徴構成は、非水電解液二次電池用有機電解液であって、プロピレンカーボネートを主とする溶媒に、リチウム塩が２．０モル／Ｌ以上溶解されているところにある。
【０００７】
後述する実施例の図１や表１に示すように、プロピレンカーボネートを含有する溶媒に、リチウム塩を２．０モル／Ｌ以上溶解させてなる有機電解液であれば、黒鉛系炭素材料からなる負極のときでも、有機電解液の分解や黒鉛系炭素材料の剥離等が抑制され、好適に充放電が行われるようになる。この理由についてはまだ明確には解明されていないが、有機電解液におけるリチウム塩の濃度を２．０モル／Ｌ以上とすることで、リチウムイオンに溶媒和するプロピレンカーボネートの分子数が適度な数となり、結果、リチウムイオンが黒鉛系炭素材料の層間へ好適に吸蔵・放出されるようになるためではないかと思われる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の負極は、黒鉛系炭素材料（天然黒鉛や人造黒鉛）より負極活物質が主として形成されるようにしてあればよい。尚、天然黒鉛や人造黒鉛とを組み合わせて用いてもよく、また、負極活物質中、黒鉛系炭素材料が５０重量％以上含有されていればよく、低結晶性の炭素材料が含有されていてもよい。
この黒鉛系炭素材料は、平均層間距離ｄ００２が３．３７Å以下であればよく、３．３６Å以下で且つｃ軸方向の結晶子の大きさが１０００Å以上であればより好ましい。
【０００９】
そして、例えば、このような負極活物質を、結着剤や溶媒等と混合してスラリー状とし、集電体としての銅箔やステンレス箔などに塗布、乾燥することで、黒鉛系炭素材料から負極を作製することができる。尚、前記結着剤は、有機電解液中で安定な公知のものより任意に選択すればよく、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等を用いればよい。
【００１０】
本発明の有機電解液は、プロピレンカーボネート（以下ＰＣと略称する）を含有する溶媒に、リチウム塩を２．０モル／Ｌ以上溶解してあればよい。
【００１１】
前記溶媒は、ＰＣ以外のものとの混合溶媒でもよく、例えば、エチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、トリフルオロプロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、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、メチルプロピルカーボネート、イソプロピルメチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、イソプロピルエチルカーボネート、ブチルメチルカーボネート、ブチルエチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、３−メチルスルホラン、２，４−ジメチルスルホラン、１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、酢酸エチル、ギ酸メチル、ギ酸エチル等と混合されていてもよいが、ＰＣを５０％以上含有しているのが好ましい。尚、ＰＣ　１００％でもよいのはいうまでもない。
【００１２】
前記リチウム塩としては電解質としての機能を有するものであれば如何なるものでもよく、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＢＥＴＩ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３、ＬｉＮ（ＳＯ３ＣＦ３）２等の１種もしくは２種以上を任意に用い、そのリチウム塩が前記溶媒に、２．０モル／Ｌ以上溶解させてあればよい。
【００１３】
本発明における正極は、リチウムイオンを吸蔵可能且つ放出可能な物質から形成してあれば如何なるものでもよく、例えば、コバルト酸リチウムやニッケル酸リチウム等のリチウム含有遷移金属カルコゲナイドから公知の方法により形成すればよい。
尚、その他セパレータ等の非水電解液二次電池の各構成は、公知のものを任意に採用すればよい。
【００１４】
以下に、本発明の効果を確認するための一実施例を示すが、本発明は当該実施例に限定されるものではない。
【００１５】
【実施例】
半電池モデルセルにより、リチウム塩の濃度を種々変更し充放電の可否を確認した。負極はＮＧ−７（天然黒鉛の一例）から形成し、溶媒はＰＣ　１００％のものを、リチウム塩はＬｉＢＥＴＩを用いた。その結果を表１に、充放電カーブの一例を図１に示す。
【００１６】
【表１】
2004095522.tif 000002
【００１７】
表１や図１よりわかるように、確かに、リチウム塩の濃度が２モル／Ｌ以上であれば、充放電が可能となりＰＣを使用でき、この範囲以外では好適に充電が
行われずＰＣを使用することができなかった。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、有機電解液中のリチウム塩の濃度が所定以上であればよく、わざわざ黒鉛系炭素材料の表面改質や、特殊な添加剤の添加などを行うことなく、簡易且つ経済的に、黒鉛系炭素材料からなる負極であってもＰＣを使用することができるようになる。このため、高容量かつ高作動電圧で、しかも、レート特性や低温特性に優れ、サイクル安定性に優れたリチウム二次電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の充放電曲線の一例を示すグラフ
【図１】
2004095522.tif 000003