非水电解质电容器元件的制作方法_5

文档序号:8927237阅读:来源:国知局
负极如图2中所示在所述正极和所述负极之 间存在所述隔板的情况下彼此相邻地设置,从而制造半开放单元电池型非水电解质二次电 池。
[0269] 接着,将所制造的非水电解质二次电池的每一个W与实施例3中相同的方式进行 反复充电-放电性质的评价,并且基于W下评价标准评价。结果呈现于表2中。
[0270][评价标准]
[0271]A;第30次充电和放电循环之后的放电容量为50mAh/正极活性材料的质量(g)、 或更大。
[027引B;第30次充电和放电循环之后的放电容量小于50mAh/正极活性材料的质量 (g)。
[027引表2
[0274]
[0275] 由表2的结果发现,除了使用单独的DMC作为非水溶剂之外,使用DMC与选自DEC、 EMC、MP、M和MF的溶剂的组合,也可获得优异的反复充电-放电性质。
[027引(实施例W
[0277]-非水电解质二次电池的制造-[027引--充电-放电电压一[027引< 正极〉
[0280] 制备与实施例1的正极相同的正极。
[0281] < 负极〉
[0282] 制备与实施例1的负极相同的负极。
[0283] <非水电解质〉
[0284] 对于非水电解质,制备0. 3血其中已经溶解有Imol/L的LiPFe的碳酸二甲醋 (DMC) 〇
[0285] 在所述其中已经溶解有Imol/L的LiPFe的碳酸二甲醋值MC)中,将S(五氣苯基) 棚烧(TPFPB,试剂,由TokyoChemicalindustiTCo.,Ltd.制造)作为具有能够与含面素 原子的阴离子键合的部位的化合物溶解,W得到0质量%、和0. 5质量%的浓度。
[0286] < 隔板〉
[0287] 对于隔板,准备实验室滤纸(GA-IOOGLASSFI邸RFILTER,由ADVANTECGROUP制 造)。
[0288] <电池的制造〉
[0289] 在氣气干燥箱中,将所制造的正极和负极如图2中所示在所述正极和所述负极之 间存在所述隔板的情况下彼此相邻地设置,从而制造半开放单元电池型非水电解质二次电 池。
[0290] 接着,将所制造的非水电解质二次电池的每一个W如下方式在改变充电-放电电 压的情况下进行反复充电-放电性质的评价,并且基于W下评价标准评价。结果呈现于表 3中。
[0291] <反复充电-放电性质的评价〉
[029引将所制造的非水电解质二次电池的每一个在室温(25°C)下W0. 5mA/cm2的恒 定电流充电至3. 0V的充电终止电压。在第一次充电之后,将所述非水电解质二次电池W 0.5mA/cm2的恒定电流放电至2. 5V。将该充电和放电循环重复30次。通过充电-放电测 试装置(町-SDSSystem,由HokutoDenkoCo巧oration制造)测量在第1次循环至第30次 循环后的电池容量(放电容量和充电容量),并且将结果基于W下标准进行评价。注意,所 述电池容量为每lOmg正极活性材料的质量换算值。结果呈现于表3中。
[029引将所制造的非水电解质二次电池每一个在室温(25°C)下W0. 5mA/cm2的恒定电 流充电至4. 2V的充电终止电压。在第一次充电之后,将所述非水电解质二次电池W0. 5mA/ cm2的恒定电流放电至3. 0V。将该充电和放电循环重复30次。W与W上相同的方式测量 第30次循环之后的电池容量,并且将结果基于W下标准进行评价。结果呈现于表3中。 [0294] 将所制造的非水电解质二次电池的每一个在室温(25°C)下W0. 5mA/cm2的恒定 电流充电至4. 5V的充电终止电压。在第一次充电之后,将所述非水电解质二次电池放电至 3.0VW〇.5mA/cm2的恒定电流。将该充电和放电循环重复30次。W与W上相同的方式测 量第30次循环之后的电池容量,并且将结果基于W下标准进行评价。结果呈现于表3中。 [029引将所制造的非水电解质二次电池的每一个在室温(25°C)下W1.OmA/cm2的恒 定电流充电至5. 0V的充电终止电压。在第一次充电之后,将所述非水电解质二次电池W l.OmA/cm2的恒定电流放电至3. 0V。将该充电和放电循环重复30次。W与W上相同的方 式测量第30次循环之后的电池容量,并且将结果基于W下标准进行评价。结果呈现于表3 中。
[0296] 将所制造的非水电解质二次电池的每一个在室温(25°C)下W1.OmA/cm2的恒 定电流充电至5. 5V的充电终止电压。在第一次充电之后,将所述非水电解质二次电池W l.OmA/cm2的恒定电流放电至3.0V。将该充电和放电循环重复30次。W与W上相同的方 式测量第30次循环之后的电池容量,并且将结果基于W下标准进行评价。结果呈现于表3 中。
[0297] 将所制造的非水电解质二次电池的每一个在室温(25°C)下W1.OmA/cm2的恒 定电流充电至6. 0V的充电终止电压。在第一次充电之后,将所述非水电解质二次电池W l.OmA/cm2的恒定电流放电至3. 0V。将该充电和放电循环重复30次。W与W上相同的方 式测量第30次循环之后的电池容量,并且将结果基于W下标准进行评价。结果呈现于表3 中。
[029引将所制造的非水电解质二次电池的每一个在室温(25°C)下Wl.OmA/cm2的恒 定电流充电至6. 5V的充电终止电压。在第一次充电之后,将所述非水电解质二次电池W l.OmA/cm2的恒定电流放电至3. 0V。将该充电和放电循环重复30次。W与W上相同的方 式测量第30次循环之后的电池容量,并且将结果基于W下标准进行评价。结果呈现于表3 中。
[0299] 将所制造的非水电解质二次电池的每一个在室温(25°C)下W1.OmA/cm2的恒 定电流充电至7. 0V的充电终止电压。在第一次充电之后,将所述非水电解质二次电池W l.OmA/cm2的恒定电流放电至3.0V。将该充电和放电循环重复30次。W与W上相同的方 式测量第30次循环之后的电池容量,并且将结果基于W下标准进行评价。结果呈现于表3 中。
[0300][评价标准]
[0301]A;第30次充电放电循环之后的放电容量为30mAh/正极活性材料的质量(g)、或 更大。
[0302]B;第30次充电放电循环之后的放电容量小于30mAh/正极活性材料的质量(g)。
[0303]表 3
[0304]
[0305] 如从表3的结果看出的,在其中未添加TPFTO的情况下,当充电和放电期间的电压 范围的最大电压为4. 2V或更低时,阴离子向正极的嵌入不足。另一方面,当所述最大电压 高于5. 5V时,所述非水电解质分解而使放电容量下降。然而,在其中添加TPFTO的情况下, 即使在所述最大电压高于5. 5V时也获得30 (mAh/正极活性材料的质量(g))或更高的放电 容量,并且因此发现,可改进使用高电压的性质。
[0306](对比例2)
[0307] -3-电极单元电池中的正极和负极的电势变化-
[030引对于具有正极(实施例1的正极)、负极(实施例1的负极)、非水电解质(其中 已经溶解有Imol/L的LiPFe的非水溶剂巧C:DMC= 3:7(质量比)))、和隔板(实施例1的 隔板)的3-电极单元电池,使用由化kumiG化en制造的商业产品(用于LIB测试的具有 RE的简单的单元电池)。
[0309] 注意,未添加作为所述具有能够与含面素原子的阴离子键合的部位的化合物的= (五氣苯基)棚烧(TPFPB)。对于参比电极,使用Li金属。
[0310] 图9描绘了该样的数据;其中,使用该3-电极单元电池随着充电-放电循环在正 极端子和负极端子之间的电压呈现于纵轴中,和取样数(等同于时间)呈现于横轴中。
[0311] 此外,图10描绘了该样的数据;其中使用该3-电极单元电池随着充电-放电循环 在正极和参比电极Li之间的电压呈现于纵轴中,和取样数(等同于时间)呈现于横轴中。 [031引由图10的结果发现,正极的电势的充电开始和结束点随着充电-放电循环次数增 加而提高。由于所述充电-放电循环是在图9的在正极和负极之间的3. 0V-5. 2V范围中有 规律地重复的,发现负极的放电开始和充电点随着所述充电-放电循环重复而提高。特别 地,发现其随着负极的充电-放电循环重复而劣化。在完成所述反复充电和放电之后,将所 述3-电极单元电池拆开并且对负极进行分析。结果,证实了氣化裡的存在。
[0313] (实施例6)
[0314] -3-电极单元电池中正极和负极的电势变化-
[0315] 对于具有正极(实施例1的正极)、负极(实施例1的负极)、非水电解质(其中 已经溶解有Imol/L的LiPFe的非水溶剂巧C:DMC= 3:7(质量比)))、和隔板(实施例1的 隔板)的3-电极单元电池,使用由化kumiG化en制造的商业产品(用于LIB测试的具有 RE的简单的单元电池)。
[0316] 注意,作为所述具有能够与含面素原子的阴离子键合的部位的化合物,=(五氣 苯基)棚烧(TPFPB,试剂,由TokyoQiemicalindustiTCo.,Ltd.制造)是W1 质量%的 量添加的。对于参比电极,使用Li金属。
[0317] 图11描绘了该样的数据;其中使用该3-电极单元电池随着充电-放电循环在正 极端子和负极端子之间的电压呈现于纵轴中,和取样数(等同于时间)呈现于横轴中。
[031引此外,图12描绘了该样的数据;其中使用该3-电极单元电池随着充电-放电循环 在正极和参比电极Li之间的电压呈现于纵轴中,和取样数(等同于时间)呈现于横轴中。
[0319] 由图12的结果发现,实施例6的包含TPFPB的3-电极单元电池中正极的电势的 充电开始和结束点即使在所述充电-放电循环重复时也没有提高。(实施例7)
[0320] W与实施例1中相同的方式制造非水电解质二次电池,条件是将TPFPB用1质 量%的棚酸S(六氣异丙基醋)(THFIPB,试剂,由TokyoChemicalindustiTCo.,Ltd制 造)代替。
[0321] 所获得的非水电解质二次电池W与实施例1中相同的方式进行反复充电-放电性 质的评价。结果呈现于图13中。由图13中呈现的结果发现,实施例7的非水电解质二次 电池能实现稳定的充电-放电循环。
[0322] (实施例8)
[0323] -非水电解质二次电池的制造-
[0324] -负载特性的确认-
[0325] <正极的制造〉
[0326] W与实施例1中相同的方式制造正极,条件是将正极中涂布在具有16mm直径的侣 (A1)巧上的碳粉(石墨)的质量改变为20mg。
[0327] <负极的制造〉
[032引对于负极,使用Li(由HonjoMetalCo.,Ltd.制造,厚度;200ym)。
[032引 < 非水电解质〉
[0330] 对于非水电解质,制备0.3血其中已经溶解有2mol/L的LiPFe的碳酸二甲醋 (DMC) 〇
[0331] 在所述其中已经溶解有2mol/L的LiPFe的碳酸二甲醋值MC)中,将S(五氣苯基) 棚烧(TPFPB,试剂,由TokyoChemicalindustiTCo. ,Ltd.制造)作为具有能够与含面素 原子的阴离子键合的部位的化合物溶解,W得到1. 0质量%的浓度。
[033引< 隔板〉
[0333] 对于隔板,准备实验室滤纸(GA-100GLASSFI邸RFILTER,由ADVANTECGROUP制 造)。
[0334] <电池的制造〉
[0335] 在氣气干燥箱中,将所述正极、2块所述隔板、所述负极、W及所述非水电解质置于 罐(2032型,由化hsenCo巧.制造)中用于制造硬币型电池元件,从而制造非水电解质二 次电池。
[0336] 接着,将实施例8的所制造的非水电解质二次电池W如下方式进行负载特性的评 价。负载特性的结果呈现于图14中(用空屯、圆标记)。注意,电池容量为依照正极活性材 料的质量换算值。
[0337] <负载特性的评价〉
[0338]通过由T0Y0SYSTEMC0.,LTD.制造的T0SCAT3001进行W下充电-放电试验。
[0339] 将所制造的非水电解质二次电池在室温(25°C)下静置,并且从(1)起顺序地评 价。
[0340] (1)将所述非水电解质二次电池WImA/cm2的恒定电流充电至5. 2V的充电终止电 压。接着,将所述非水电解质二次电池WlmA/cm2的恒定电流放电至3. 0V。将该充电和放 电循环重复10次。
[034。(2) 5次放电;将所述非水电解质二次电池WImA/cm2的恒定电流充电至5. 2V的充 电终止电压。接着,将所述非水电解质二次电池W5mA/cm2的恒定电流放电至3. 0V。将该 充电和放电循环重复5次。(2)的第3次循环中的放电量为(1)的第10次循环中的充电量 的 90. 1 %。
[034引(3)将所述非水电解质二次电池WImA/cm2的恒定电流充电至5. 2V的充电终止电 压。接着,将所述非水电解质二次电池WlmA/cm2的恒定电流放电至3. 0V。将该充电和放
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