(57)【要約】【課題】充放電効率を向上させることができる電池を提供する。【解決手段】正極２１と負極２２とがセパレータ２３を介して対向配置されている。セパレータ２３は電極と接触しており、その厚みは２５μｍ以下である。セパレータ２３には電解液が含浸されている。電解液には、リチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド，リチウムビス（ペンタフルオロエタン）スルホンイミド，リチウム（トリフルオロメタン）（ペンタフルオロエタン）スルホンイミド，リチウム（テトラフルオロエチレン）スルホンイミド，リチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミド，リチウム（オクタフルオロブテン）スルホンイミド，リチウムテトラフルオロコハク酸イミドあるいはリチウムヘキサフルオログルタル酸イミドなどのイミド塩が含まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液を含み、正極と負極とがセパレータを介して対向配置された電池であって、
前記セパレータは、前記正極および負極と接触しており、かつ厚みが２５μｍ以下であり、
前記電解液は、イミド塩を含む
ことを特徴とする電池。
【請求項２】
前記イミド塩は、パーフルオロアルカン酸イミドのアルカリ金属塩を含むことを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項３】
前記イミド塩は、環状であることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項４】
前記イミド塩は、化１の（１）に示した化合物，化１の（２）に示した化合物および化１の（３）に示した化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１記載の電池。
【化１】
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（式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数４以下のパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ３およびＲ４は、炭素数２から４のパーフルオロアルキレン基を表す。Ｍ１，Ｍ２およびＭ３は、アルカリ金属を表す。）
【請求項５】
前記セパレータは、２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項６】
前記セパレータは、ポリオレフィンよりなることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項７】
前記セパレータは、ポリエチレンの単層構造よりなることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項８】
前記イミド塩は、リチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド，リチウムビス（ペンタフルオロエタン）スルホンイミド，リチウム（トリフルオロメタン）（ペンタフルオロエタン）スルホンイミド，リチウム（テトラフルオロエチレン）スルホンイミド，リチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミド，リチウム（オクタフルオロブテン）スルホンイミド，リチウムテトラフルオロコハク酸イミドおよびリチウムヘキサフルオログルタル酸イミドからなる群のうちの少なくとも１種を含むことを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項９】
前記電解液における前記イミド塩の含有量は、０．１質量％以上１０質量％以下であることを特徴とする請求項１記載の電池。
【請求項１０】
前記電解液は、更に、多重結合を有する炭酸エステル含むことを特徴とする請求項１記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セパレータを有する電池に関する。
【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，携帯情報端末あるいは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。それに伴い、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。中でも、負極活物質として炭素材料を用い、正極活物質としてリチウム（Ｌｉ）と遷移金属とを含む複合酸化物を用い、電解液に炭酸エステルを用いた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あるいは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。
【０００３】
このリチウムイオン二次電池には、例えば、正極と負極とをセパレータを介して対向配置し、セパレータに電解液を含浸させたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ところで、更なる高容量化を目的として、セパレータの厚みを薄くすることにより、正極あるいは負極に対する活物質の充填密度を高くすることが検討されている。
【特許文献１】特開平１０−１８９０４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、セパレータの厚みを薄くすると、特に高温環境下における充放電の際に、セパレータが微小短絡を起こし、放電容量が低下してしまうという問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、セパレータを薄くして容量を高くしても、充放電効率を向上させることができる電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による電池は、電解液を含み、正極と負極とがセパレータを介して対向配置された電池であって、セパレータは、正極および負極と接触しており、かつ厚みが２５μｍ以下であり、電解液は、イミド塩を含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の電池によれば、セパレータの厚みを薄くしたので、容量を高くすることができる。また、電解液に、イミド塩を含むようにしたので、セパレータの厚みを薄くしても、特に高温環境下における微小短絡を抑制することができ、充放電効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施の形態に係る二次電池の断面構成を表すものである。この二次電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、帯状の正極２１と負極２２とがセパレータ２３を介して対向配置され巻回された巻回電極体２０を有している。電池缶１１は、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、巻回電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２, １３がそれぞれ配置されている。
【００１１】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）１６とが、ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００１２】
巻回電極体２０の中心には例えばセンターピン２４が挿入されている。巻回電極体２０の正極２１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５が接続されており、負極２２にはニッケルなどよりなる負極リード２６が接続されている。正極リード２５は安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接され電気的に接続されている。
【００１３】
図２は、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表すものである。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と、正極集電体２１Ａの両面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを有している。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム，ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料により構成されている。正極活物質層２１Ｂは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出可能な正極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電材およびポリフッ化ビニリデンなどの結着材を含んでいてもよい。
【００１４】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、あるいはこれらを含む固溶体（Ｌｉ（Ｎｉx Ｃｏy Ｍｎz ）Ｏ2 ））（ｘ，ｙおよびｚの値は０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）、またはマンガンスピネル（ＬｉＭｎ2 Ｏ4 ）あるいはその固溶体（Ｌｉ（Ｍｎ2-v Ｎｉv ）Ｏ4 ）（ｖの値はｖ＜２である。）などのリチウム複合酸化物、またはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4 ）などのオリビン構造を有するリン酸化合物が好ましい。高いエネルギー密度を得ることができるからである。また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化チタン，酸化バナジウムあるいは二酸化マンガンなどの酸化物、二硫化鉄，二硫化チタンあるいは二硫化モリブデンなどの二硫化物、硫黄、ポリアニリンあるいはポリチオフェンなどの導電性高分子も挙げられる。
【００１５】
負極２２は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有している。負極集電体２２Ａは、例えば、銅（Ｃｕ），ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料により構成されている。
【００１６】
負極活物質層２２Ｂは、例えば、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んでいる。
【００１７】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、黒鉛，難黒鉛化性炭素あるいは易黒鉛化炭素などの炭素材料が挙げられる。炭素材料には、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００１８】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、また、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素を構成元素として含む材料が挙げられる。具体的には、リチウムと合金を形成可能な金属元素の単体，合金，あるいは化合物、またはリチウムと合金を形成可能な半金属元素の単体，合金，あるいは化合物、またはこれらの１種あるいは２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
【００１９】
このような金属元素あるい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），カドミウム（Ｃｄ），マグネシウム（Ｍｇ），ホウ素（Ｂ），ガリウム（Ｇａ），ゲルマニウム（Ｇｅ），ヒ素（Ａｓ），銀（Ａｇ），ジルコニウム（Ｚｒ），イットリウム（Ｙ）またはハフニウム（Ｈｆ）が挙げられる。中でも、長周期型周期表における１４族の金属元素あるいは半金属元素が好ましく、特に好ましいのはケイ素あるいはスズである。ケイ素およびスズはリチウムを吸蔵およ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。
【００２０】
セパレータ２３には、例えば液状の電解質である電解液が含浸されており、電極と接触している。なお、電解液は、電極にも含浸されていてもよい。
【００２１】
セパレータ２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン，ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィンよりなる膜が好ましく、特に単層構造よりなる膜が望ましい。セパレータ２３の厚みを薄くすることができるからである。セパレータ２３は、一軸延伸のものでも、二軸延伸のものであってもよい。
【００２２】
セパレータ２３の厚みは、２５μｍ以下であり、２０μｍ以下であれば好ましく、２０μｍ未満であれば更に好ましい。セパレータ２３の厚みを薄くすることにより、電池内部に充填できる活物質の量を増やすことができ、容量を高くすることができるからである。
【００２３】
電解液は、例えば、溶媒と、溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。
【００２４】
溶媒は、比誘電率が３０以上の高誘電率溶媒を含んでいる。これによりリチウムイオンの数を増加させることができるからである。
【００２５】
高誘電率溶媒は、例えば、炭酸エチレン，炭酸プロピレンあるいは炭酸ブチレンなどの環式炭酸エステル、またはフルオロ炭酸エチレン（４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン）、クロロ炭酸エチレン（４−クロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン）あるいはトリフルオロ炭酸エチレンなどの環式炭酸エステル誘導体、またはγ−ブチロラクトンあるいはγ−バレロラクトンなどのラクトン、またはＮ−メチル−２−ピロリドンなどのラクタム、またはＮ−メチル−２−オキサゾリジノンなどの環式カルバミン酸エステル、またはテトラメチレンスルホンなどのスルホン化合物が挙げられる。高誘電率溶媒には１種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
【００２６】
また、高誘電率溶媒には、粘度が１ｍＰａ・ｓ以下の低粘度溶媒を混合して用いることが好ましい。これにより高いイオン伝導性を得ることができるからである。低粘度溶媒としては、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル，炭酸エチルメチルあるいは炭酸メチルプロピルなどの鎖式炭酸エステル、または酢酸メチル、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あるいはトリメチル酢酸エチルなどの鎖式カルボン酸エステル、またはＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドなどの鎖式アミド、またはＮ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸メチルあるいはＮ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸エチルなどの鎖式カルバミン酸エステル、または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あるいは１，３−ジオキソランなどのエーテルが挙げられる。低粘度溶媒には１種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
【００２７】
溶媒としては、また、炭酸ビニレンあるいはビニル炭酸エチレンなどの多重結合を有する炭酸エステルを含むことが好ましい。電解液の分解反応を抑制することができ、充放電効率を向上させることができるからである。多重結合を有する炭酸エステルは、１種を単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【００２８】
電解質塩は、イミド塩を含んでいる。これにより、セパレータ２３の厚みを薄くしても、高温環境下でも微小短絡を抑制することができるようになっている。
【００２９】
このようなイミド塩としては、パーフルオロアルカン酸イミドのアルカリ金属塩が好ましい。また、鎖状であってもよいし、環状であってもよいが、環状のものを含むことが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。イミド塩には、１種を単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【００３０】
パーフルオロアルカン酸イミドのアルカリ金属塩としては、例えば、鎖状パーフルオロアルカン酸イミドのアルカリ金属塩、環状のパーフルオロアルカンスルホンイミドのアルカリ金属塩あるいは環状のパーフルオロカルボン酸イミドのアルカリ金属塩があげられ、例えば、化１の（１）に示した化合物，化１の（２）に示した化合物あるいは化１の（３）に示した化合物などがある。
【００３１】
【化１】
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（式中、Ｒ１およびＲ２は、炭素数４以下のパーフルオロアルキル基を表す。Ｒ１およびＲ２は互いに同一であってもよいし、異なっていてもよい。Ｒ３およびＲ４は、炭素数２から４のパーフルオロアルキレン基を表す。Ｍ１，Ｍ２およびＭ３は、リチウム，ナトリウム（Ｎａ），カリウム（Ｋ），ルビジウム（Ｒｂ），セシウム（Ｃｓ）などのアルカリ金属を表す。）
【００３２】
化１の（１）に示した化合物，化１の（２）に示した化合物あるいは化１の（３）に示した化合物について具体的に例を挙げれば、化２の（１）に示したリチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミド，化２の（２）に示したリチウムビス（ペンタフルオロエタン）スルホンイミド，化２の（３）に示したリチウム（トリフルオロメタン）（ペンタフルオロエタン）スルホンイミド，化２の（４）に示したリチウム（テトラフルオロエチレン）スルホンイミド，化２の（５）に示したリチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミド，化２の（６）に示したリチウム（オクタフルオロブテン）スルホンイミド，化２の（７）に示したリチウムテトラフルオロコハク酸イミドあるいは化２の（８）に示したリチウムヘキサフルオログルタル酸イミドなどがある。
【００３３】
【化２】
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【００３４】
また、イミド塩の含有量は、電解液において、０．１質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。
【００３５】
電解質塩としては、イミド塩に加えて、他の電解質塩を含んでいてもよい。他の電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ），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 ）などの無機リチウム塩、またはトリフルオロメタンスルホ
ン酸リチウム（ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ），リチウムビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド（（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉ），リチウムビス（ペンタフルオロエタンスルホン）イミド（（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉ），リチウムトリス（トリフルオロメタンスルホン）メチド（（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 ＣＬｉ）など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が挙げられる。他の電解質塩には１種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
【００３６】
この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００３７】
まず、例えば、正極活物質と、導電材と、結着材とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を作製する。
【００３８】
また、例えば、負極活物質と、必要に応じて他の負極活物質と、結着材とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を作製する。
【００３９】
次いで、正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接などにより取り付ける。続いて、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回し、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接すると共に、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接して、巻回した正極２１および負極２２を一対の絶縁板１２，１３で挟み電池缶１１の内部に収納する。正極２１および負極２２を電池缶１１の内部に収納したのち、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。そののち、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４，安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６をガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図１，２に示した二次電池が完成する。
【００４０】
この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極２１からリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極２２に吸蔵される。一方、放電を行うと、例えば、負極２２からリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極２１に吸蔵される。ここでは、電解液にイミド塩が含まれているので、セパレータ２３の厚みを薄くしても、高温環境下でも微小短絡の発生が抑制される。
【００４１】
このように本実施の形態によれば、セパレータ２３の厚みを薄くしたので、容量を高くすることができる。また、電解液に、イミド塩を含むようにしたので、セパレータ２３の厚みを薄くしても、特に高温環境下における微小短絡を抑制することができ、充放電効率を向上させることができる。
【実施例】
【００４２】
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
【００４３】
（実施例１−１〜１−８）
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質量部と、導電材としてグラファイト３質量部と、結着材としてポリフッ化ビニリデン３質量部とを混合したのち、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンを添加して正極合剤スラリーを得た。次いで、得られた正極合剤スラリーを、厚み２０μｍの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体２１Ａの両面に均一に塗布し乾燥させて正極活物質層２１Ｂを形成した。そののち、正極活物質層２１Ｂが形成された正極集電体２１Ａを幅５０ｍｍ，長さ３００ｍｍの形状に切断して正極２１を作製した。
【００４４】
また、負極活物質として黒鉛９７質量部と、結着材としてポリフッ化ビニリデン３質量部とを混合したのち、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンを添加して負極合剤スラリーを得た。得られた負極合剤スラリーを、厚み１５μｍの帯状銅箔よりなる負極集電体２２Ａの両面に均一に塗布し乾燥させて負極活物質層２２Ｂを形成した。そののち、負極活物質層２２Ｂが形成された負極集電体２２Ａを幅５０ｍｍ，長さ３００ｍｍの形状に切断して負極２２を作製した。
【００４５】
正極２１および負極２２をそれぞれ作製したのち、厚み２５μｍの微孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータ２３を用意し、負極２２，セパレータ２３，正極２１，セパレータ２３の順に積層してこの積層体を渦巻状に多数回巻回し、巻回電極体２０を作製した。
【００４６】
巻回電極体２０を作製したのち、巻回電極体２０を一対の絶縁板１２，１３で挟み、負極リード２６を電池缶１１に溶接すると共に、正極リード２５を安全弁機構１５に溶接して、巻回電極体２０をニッケルめっきした鉄製の電池缶１１の内部に収納した。そののち、電池缶１１の内部に電解液を減圧方式により注入した。
【００４７】
電解液には、溶媒として炭酸エチレンと炭酸プロピレンと炭酸ジメチルと炭酸エチルメチルと炭酸ビニレンと、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムとイミド塩とを、炭酸エチレン：炭酸プロピレン：炭酸ジメチル：炭酸エチルメチル：炭酸ビニレン：六フッ化リン酸リチウム：イミド塩＝１２：１０：５５：４：１：１６：２の質量比で混合したものを用い、イミド塩は、実施例１−１では化２の（１）に示したリチウムビス（トリフルオロメタン）スルホンイミドとし、実施例１−２では化２の（２）に示したリチウムビス（ペンタフルオロエタン）スルホンイミドとし、実施例１−３では化２の（３）に示したリチウム（トリフルオロメタン）（ペンタフルオロエタン）スルホンイミドとし、実施例１−４では化２の（４）に示したリチウム（テトラフルオロエチレン）スルホンイミドとし、実施例１−５では化２の（５）に示したリチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミドとし、実施例１−６では化２の（６）に示したリチウム（オクタフルオロブテン）スルホンイミドとし、実施例１−７では化２の（７）に示したリチウムテトラフルオロコハク酸イミドとし、実施例１−８では化２の（８）に示したリチウムヘキサフルオログルタル酸イミドとした。なお、実施例１−１〜１−３のイミド塩は鎖状のものであり、実施例１−４〜１−８のイミド塩は環状のものである。
【００４８】
電池缶１１の内部に電解液を注入したのち、表面にアスファルトを塗布したガスケット１７を介して電池蓋１４を電池缶１１にかしめることにより、直径１８ｍｍの円筒型二次電池を得た。
【００４９】
実施例１−１〜１−８に対する比較例１−１として、イミド塩を用いなかったことを除き、他は実施例１−１〜１−８と同様にして二次電池を作製した。電解液は、具体的には、炭酸エチレンと炭酸プロピレンと炭酸ジメチルと炭酸エチルメチルと炭酸ビニレンと、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムとを、炭酸エチレン：炭酸プロピレン：炭酸ジメチル：炭酸エチルメチル：炭酸ビニレン：六フッ化リン酸リチウム＝１２：１０：５７：４：１：１６の質量比で混合したものを用いた。
【００５０】
実施例１−１〜１−８および比較例１−１の二次電池について、４５℃の環境下において、充放電を３００サイクル行い、サイクル特性を調べた。結果を表１に示す。なお、充電は、２２００ｍＡで４．２Ｖを上限として３時間行い、放電は、２２００ｍＡで３．０Ｖまで行い、サイクル特性は、１サイクル目の放電容量に対する３００サイクル目の放電容量の維持率、すなわち、（３００サイクル目の放電容量／１サイクル目の放電容量）×１００（％）から求めた。
【００５１】
【表１】
2007257958.tif 000005
【００５２】
表１に示したように、イミド塩を用いた実施例１−１〜１−８によれば、これを用いていない比較例１−１よりも、放電容量維持率が向上し、特に環状のイミド塩を用いた実施例１−４〜１−８において高い値が得られた。
【００５３】
すなわち、厚み２５μｍのセパレータ２３を用い、電解液にイミド塩を含むようにすれば、高温においても充放電効率を向上させることができ、特に環状のイミド塩を含むようにすれば、好ましいことが分かった。
【００５４】
（実施例２−１，２−２）
電解液におけるリチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミドの含有量を１０質量％または０．１質量％としたことを除き、他は実施例１−５と同様にして二次電池を作製した。具体的には、炭酸エチレン：炭酸プロピレン：炭酸ジメチル：炭酸エチルメチル：炭酸ビニレン：六フッ化リン酸リチウム：リチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミド（質量比）は、実施例２−１では、１２：１０：４７：４：１：１６：１０とし、実施例２−２では、１２：１０：５６．９：４：１：１６：０．１とした。
【００５５】
実施例２−１，２−２の二次電池について、実施例１−１〜１−８と同様にして、サイクル特性を調べた。結果を実施例１−５および比較例１−１の結果と共に表２に示す。        
【００５６】
【表２】
2007257958.tif 000006
【００５７】
表２に示したように、電解液におけるリチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミドの含有量を０．１質量％以上１０質量％以下とした実施例１−１，２−１，２−２において、高い放電容量維持率が得られた。
【００５８】
すなわち、電解液における環状のイミド塩の含有量を０．１質量％以上１０質量％以下とするようにすれば、好ましいことが分かった。
【００５９】
（実施例３−１〜３−５）
微孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータ２３の厚みを変えたことを除き、具体的には、２０μｍ，１６μｍ，１２μｍ，９μｍまたは７μｍとしたことを除き、他は実施例１−５と同様にして二次電池を作製した。
【００６０】
また、比較例３−１として、リチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミドを用いなかったことを除き、他は実施例３−１〜３−５と同様にして二次電池を作製した。その際、セパレータの厚みは９μｍとし、電解液は比較例１−１と同様のものとした。
【００６１】
実施例３−１〜３−５および比較例３−１の二次電池について、実施例１−１〜１−８と同様にして、サイクル特性を調べた。結果を実施例１−５および比較例１−１の結果と共に表３に示す。なお、比較例３−１では、充放電が３００サイクルに達する前に短絡してしまい、測定できなかった。
【００６２】
【表３】
2007257958.tif 000007
【００６３】
表３に示したように、セパレータ２３の厚みを薄くしても、高い放電容量維持率を示し、厚みを２０μｍ以下として実施例３−１〜３−５、特に厚みを２０μｍ未満とした実施例３−２〜３−５においても、高い値を示した。また、セパレータ２３の厚みを９μｍとし、リチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミドを用いた実施例３−４によれば、同様にセパレータ２３の厚みを９μｍとしたが、リチウム（ヘキサフルオロプロペン）スルホンイミドを用いなかった比較例３−１よりも、放電容量維持率が飛躍的に向上した。
【００６４】
すなわち、電解液にイミド塩を含むようにすれば、セパレータ２３の厚みを薄くしても、高温でも優れた充放電効率を示すので、例えば、電池内部に充填できる活物質の量を増やすことができ、容量を向上させることができることが分かった。
【００６５】
（実施例４−１）
セパレータ２３として、ポリプロピレン，ポリエチレン，およびポリプロピレンをこの順に積層した３層構造を有するものを用いたことを除き、他は実施例１−５と同様にして二次電池を作製した。セパレータ２３の厚みは２５μｍとした。
【００６６】
実施例４−１の二次電池について、実施例１−１〜１−８と同様にして、サイクル特性を調べた。結果を実施例１−５の結果と共に表４に示す。
【００６７】
【表４】
2007257958.tif 000008
【００６８】
表４に示したように、他のセパレータ２３を用いた実施例４−１においても、実施例１−５と同様に、高い放電容量維持率が得られた。
【００６９】
すなわち、他のセパレータ２３を用いた場合にも、電解液にイミド塩を含むようにすれば、高温においても充放電効率を向上させることができることが分かった。
【００７０】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、電極反応物質としてリチウムを用いる電池について説明したが、ナトリウムあるいはカリウムなどの他のアルカリ金属、またはマグネシウムあるいはカルシウム（Ｃａ）などのアルカリ土類金属、また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、本発明を適用することができる。その際、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極活物質などは、その電極反応物質に応じて選択される。
【００７１】
また、上記実施の形態および実施例では、円筒型の二次電池について具体的に挙げて説明したが、本発明は、コイン型，ボタン型，角型，楕円型, 多角形型あるいはラミネートフィルム型などの他の形状を有する二次電池、または積層構造などの他の構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。更に、本発明は、二次電池に限らず、一次電池などの他の電池についても同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施の形態に係る二次電池の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した二次電池における巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１１…電池缶、１２，１３…絶縁板、１４…電池蓋、１５…安全弁機構、１５Ａ…ディスク板、１６…熱感抵抗素子、１７…ガスケット、２０…巻回電極体、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…セパレータ、２４…センターピン、２５…正極リード、２６…負極リード。
【図１】
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【図２】
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