JPH01281676A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
- Publication number
- JPH01281676A JPH01281676A JP63111934A JP11193488A JPH01281676A JP H01281676 A JPH01281676 A JP H01281676A JP 63111934 A JP63111934 A JP 63111934A JP 11193488 A JP11193488 A JP 11193488A JP H01281676 A JPH01281676 A JP H01281676A
- Authority
- JP
- Japan
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- battery
- electrolyte
- organic solvent
- ethoxymethoxyethane
- licf3so3
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
この発明は、リチウムやナトリウムなどの軽金属を負極
活物質とする非水電解液電池に関するものである。
活物質とする非水電解液電池に関するものである。
〈従来の技術〉
この種の非水電解液電池、例えばリチウム電池は、軽量
で高エネルギー密度な電池であり、筒形スパイラル形、
筒形インサイドアウト形。
で高エネルギー密度な電池であり、筒形スパイラル形、
筒形インサイドアウト形。
コイン形あるいはピン形などの各種の型式のものが広く
用いられている。
用いられている。
これらの電池では、非水系の有機溶媒にアルカリ金属塩
を電解質として溶解してなる非水電解液を用いた構成が
採られている。
を電解質として溶解してなる非水電解液を用いた構成が
採られている。
現用の電池では、一般に、プロピレンカーボネイト、ジ
メトキシエタン、あるいはテトラヒドロフランなどの有
機溶媒を単独または混合して用いてなる溶媒を用い、こ
の溶媒に、Ｌ Ｉ ＣＪ Ｏ４を主体とする電解質を溶
解させて作った非水電解液を用いている。
メトキシエタン、あるいはテトラヒドロフランなどの有
機溶媒を単独または混合して用いてなる溶媒を用い、こ
の溶媒に、Ｌ Ｉ ＣＪ Ｏ４を主体とする電解質を溶
解させて作った非水電解液を用いている。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところが、この種の電池では、電池組立中に正負極間を
短絡させたり、組立後の電池にあっては電池内部で例え
ば正＠集電体と負極、あるいは正極リード板と負極臼な
どが短絡した時には、急激な発熱が起こる。また、組立
後に電池を外部短絡させたり、火中投入したなどの外部
よりの加熱によっても同様に電池温度の上昇を招く。
短絡させたり、組立後の電池にあっては電池内部で例え
ば正＠集電体と負極、あるいは正極リード板と負極臼な
どが短絡した時には、急激な発熱が起こる。また、組立
後に電池を外部短絡させたり、火中投入したなどの外部
よりの加熱によっても同様に電池温度の上昇を招く。
そして、上記のようにＬ Ｉ ＣＡ Ｏ、ｓを電解質に
用いた場合、この温度上昇の際、電解液中のＬｉＣＪＯ
４の作用も加わって爆発に至る危険が大きく、またそれ
故、取扱性が悪いといった問題がある。特に、筒形スパ
イラル電池の場合は、短絡時に流れる大電流によって電
池温度上昇の度合が急激であることからこの危険性が取
分は高い。
用いた場合、この温度上昇の際、電解液中のＬｉＣＪＯ
４の作用も加わって爆発に至る危険が大きく、またそれ
故、取扱性が悪いといった問題がある。特に、筒形スパ
イラル電池の場合は、短絡時に流れる大電流によって電
池温度上昇の度合が急激であることからこの危険性が取
分は高い。
このため、安全性の面から、ＬＩＣＪ２ｏ４以外の他の
溶質への転換が急がれているものの、多くは安全性向上
と引換えに電池性能の低下を招き、高い電池性能を維持
し且つ安全性の高い電解液系の開発が望まれている。
溶質への転換が急がれているものの、多くは安全性向上
と引換えに電池性能の低下を招き、高い電池性能を維持
し且つ安全性の高い電解液系の開発が望まれている。
く課題を解決するための手段〉
この発明の非水電解液電池は、リチウム、ナトリウム等
の軽金属を活物質とする負極と、正極と、有機溶媒に電
解質を溶解してなる非水電解液とを備え、前記有機溶媒
はエトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）を主成分として有
し、また前記電解質はＬ Ｉ ＣＦ Ｓ Ｏ、Ｌ Ｉ
Ｐ Ｆ ｅ 。
の軽金属を活物質とする負極と、正極と、有機溶媒に電
解質を溶解してなる非水電解液とを備え、前記有機溶媒
はエトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）を主成分として有
し、また前記電解質はＬ Ｉ ＣＦ Ｓ Ｏ、Ｌ Ｉ
Ｐ Ｆ ｅ 。
Ｉ、ｉＢＦ 、ＬｉＡｓＦ６のいずれかを少なくとも
１つの成分として用いてなることを要旨とする。
１つの成分として用いてなることを要旨とする。
ところで、溶質としてＬｉＣＦ３ＳＯ３を用いた場合、
溶質自体に含まれる遊離フッ素あるいは溶質と電池中の
微量水分との加水分解によって生じる酸などに起因する
と考えられる正極側のリード板及び電池缶の腐蝕が認め
られることがあり、これが電池の保存性能に影響を与え
ることがある。
溶質自体に含まれる遊離フッ素あるいは溶質と電池中の
微量水分との加水分解によって生じる酸などに起因する
と考えられる正極側のリード板及び電池缶の腐蝕が認め
られることがあり、これが電池の保存性能に影響を与え
ることがある。
この場合、上記の電解液において、電解質としてＬ ｉ
Ｃｆｌ Ｏ４を少量添加することで、上記の腐蝕を有効
に抑制し得ることが知得されている。このような防蝕効
果の理由は不明であるが、少量のＬ ｉ Ｃ１２０４が
所謂インヒビターとして作用しているものと推定される
。また、このようなＬ Ｉ Ｃ１２０４の添加に電池の
放電性能も改善されることが判った。
Ｃｆｌ Ｏ４を少量添加することで、上記の腐蝕を有効
に抑制し得ることが知得されている。このような防蝕効
果の理由は不明であるが、少量のＬ ｉ Ｃ１２０４が
所謂インヒビターとして作用しているものと推定される
。また、このようなＬ Ｉ Ｃ１２０４の添加に電池の
放電性能も改善されることが判った。
そしてこのように電解質中にＬｉＣ，ｇｏ４を含有させ
る際、例えば主電解質として ＬｉＣＦ３ＳＯ３を用いる場合には、 ＬｉＣぶＯのＬＩＣＦ Ｓ０３に対するモル比［（電解
液中のＬｉＣＪＯ４のモル濃度）／（電解液中のＬｉＣ
Ｆ ＳＯ２のモル濃度）］をｏ、 ｏｏｓ〜０．２の
範囲とすることが好適であることが判っている。これよ
り少なければ防蝕効果が不十分で腐蝕を完全に防ぐこと
ができないし、一方これより多ければ安全性の点から問
題がでてくる等の理由による。
る際、例えば主電解質として ＬｉＣＦ３ＳＯ３を用いる場合には、 ＬｉＣぶＯのＬＩＣＦ Ｓ０３に対するモル比［（電解
液中のＬｉＣＪＯ４のモル濃度）／（電解液中のＬｉＣ
Ｆ ＳＯ２のモル濃度）］をｏ、 ｏｏｓ〜０．２の
範囲とすることが好適であることが判っている。これよ
り少なければ防蝕効果が不十分で腐蝕を完全に防ぐこと
ができないし、一方これより多ければ安全性の点から問
題がでてくる等の理由による。
一方、上記の有機溶媒としては、プロボリンカーボネイ
ト。エチレンカーボネイトなどのエステル系有機溶ａ（
高誘電率溶媒）を含んでなるものを用いることができる
。
ト。エチレンカーボネイトなどのエステル系有機溶ａ（
高誘電率溶媒）を含んでなるものを用いることができる
。
また、この有機溶媒に、ジメトキシエタン。
ジオキソラン、テトラヒドロフランあるいはこれらの誘
電体のうちの少なくとも１つを含むものを用いることが
できる。このような誘導体は、例えばジオキソラン（１
，３−ジオキソラン）の場合は、２メチルジオキソラン
、４メチルジオキソラン等を挙げることができる。
電体のうちの少なくとも１つを含むものを用いることが
できる。このような誘導体は、例えばジオキソラン（１
，３−ジオキソラン）の場合は、２メチルジオキソラン
、４メチルジオキソラン等を挙げることができる。
く作用〉
上記のようにエトキシメトキシエタンを主成分とする電
解液溶媒を用いることで、 ＬｉＣぶ０４以外の溶質を用いた場合でら、電池性能の
低下はほとんどなく、従って安全性が高い電池が得られ
ることが知得された。また、このエトキシメトキシエタ
ンはその引火点が２０℃で、従来よりこの種の電解液溶
媒に使用されているジメトキシエタンやテトラヒドロフ
ランなどに較べてずっと高く、このことも電池の安全性
向上に寄与している。
解液溶媒を用いることで、 ＬｉＣぶ０４以外の溶質を用いた場合でら、電池性能の
低下はほとんどなく、従って安全性が高い電池が得られ
ることが知得された。また、このエトキシメトキシエタ
ンはその引火点が２０℃で、従来よりこの種の電解液溶
媒に使用されているジメトキシエタンやテトラヒドロフ
ランなどに較べてずっと高く、このことも電池の安全性
向上に寄与している。
また、溶質としては、電池放電性能の点から、ＬｉＣＦ
３ＳＯ３を用いることが好ましい。
３ＳＯ３を用いることが好ましい。
〈実施例〉
以下に、この発明をリチウム電池に適用した実施例を詳
細に説明する。
細に説明する。
有底円筒状でステンレス製の電池缶１の内側に、二酸化
マンガンを主成分とし、これに導電剤としての黒鉛の粉
末及びバインダーを加えた混合粉末をシート状に成形し
た帯状の正極２と、リチウムシートからなる負極３とを
プロピレン不織布シートでできたセパレータ４を介して
積重し且つ渦巻状に巻回して作った発電要素５を収納し
、また発電要素底面側の負極より導出したリード端子６
を絶縁板７を介して電池缶底面側に折曲しこの内底面に
スポット溶接する一方、予め調合した非水電解液８を所
定量注入し、更に正極上部より導出したリード端子９を
、合成樹脂製の絶縁ガスゲット１０の内側で電池缶開口
部に載置したステンレス製で皿状の端子板１２に接続す
るなどして、第１図に示した構造の、ＣＲ６・Ｈ形（外
径１４．５ｆｉ、高さ５０．５關）のスパイラル形リチ
ウム電池を作製した。尚、上記の非水電解液としては、
プロピレンカーボネイトとエトキシメトキシエタンとを
体積比で１：１の割合で混合した溶媒に、電解質として
Ｌ ｉＣＦ ３ Ｓ Ｏｓを０．９１１０１／Ｊ２溶解
させたものを用いた。
マンガンを主成分とし、これに導電剤としての黒鉛の粉
末及びバインダーを加えた混合粉末をシート状に成形し
た帯状の正極２と、リチウムシートからなる負極３とを
プロピレン不織布シートでできたセパレータ４を介して
積重し且つ渦巻状に巻回して作った発電要素５を収納し
、また発電要素底面側の負極より導出したリード端子６
を絶縁板７を介して電池缶底面側に折曲しこの内底面に
スポット溶接する一方、予め調合した非水電解液８を所
定量注入し、更に正極上部より導出したリード端子９を
、合成樹脂製の絶縁ガスゲット１０の内側で電池缶開口
部に載置したステンレス製で皿状の端子板１２に接続す
るなどして、第１図に示した構造の、ＣＲ６・Ｈ形（外
径１４．５ｆｉ、高さ５０．５關）のスパイラル形リチ
ウム電池を作製した。尚、上記の非水電解液としては、
プロピレンカーボネイトとエトキシメトキシエタンとを
体積比で１：１の割合で混合した溶媒に、電解質として
Ｌ ｉＣＦ ３ Ｓ Ｏｓを０．９１１０１／Ｊ２溶解
させたものを用いた。
また、ＬｉＣＪ２０ をＬｉＣＦ３ＳＯ３に対するモ
ル比でｏ、 ｏｏｓ〜０．２の範囲で添加した他は同様
な電解液を種々作り、これらの電解液を用いた他は同様
にしてＣＲ６・Ｈ形のスパイラル形リチウム電池を作製
した。
ル比でｏ、 ｏｏｓ〜０．２の範囲で添加した他は同様
な電解液を種々作り、これらの電解液を用いた他は同様
にしてＣＲ６・Ｈ形のスパイラル形リチウム電池を作製
した。
そして、これらの電池をそれぞれ５０個ずつ作り、これ
らについて、電池作製直後（初度）。
らについて、電池作製直後（初度）。
作製後６０℃にて４０日保存後１作製後６０℃にて１０
０日保存後におけるＯＣＶ異常劣化の数を調べたところ
、第１表に示した結果を得た。
０日保存後におけるＯＣＶ異常劣化の数を調べたところ
、第１表に示した結果を得た。
第１表
このようにＯＣｖの異常劣化した電池を分解して調べた
ところ、これらの電池では、正極側のリード板に腐蝕が
認められ、その近傍のセパレータが焦茶色状に変色して
おり、この変色部分で腐蝕に起因すると見られる自己放
電が促進されてＯＣｖの低下を招いたものと考えられる
。
ところ、これらの電池では、正極側のリード板に腐蝕が
認められ、その近傍のセパレータが焦茶色状に変色して
おり、この変色部分で腐蝕に起因すると見られる自己放
電が促進されてＯＣｖの低下を招いたものと考えられる
。
また、電解液中のＬｉＣぶ０４の
ＬｉＣＦ３ＳＯ３に対する添加量（モル比）を０．１〜
０．３０の範囲で種々変えた電池をそれぞれ３０個づつ
作り、これを火中投入した時の電池の破裂数を巽べた所
、第２表に示した通りの結果であり、このモル比を ０゜２０以下とすれば安全性の高い電池を得られること
が判明した。
０．３０の範囲で種々変えた電池をそれぞれ３０個づつ
作り、これを火中投入した時の電池の破裂数を巽べた所
、第２表に示した通りの結果であり、このモル比を ０゜２０以下とすれば安全性の高い電池を得られること
が判明した。
更に、ＬｉＣＦ ＳＯ２に対する
Ｌ、 ｉ Ｃ２Ｏ４の添加量（モル比）を、０（添加な
し：＄池■＞ 、 ｏ、ｏｏｉ （電池■） 、 ０
．０００５（電池■’） 、 ０．０１ （を池■）、
０．１＜電池■）。
し：＄池■＞ 、 ｏ、ｏｏｉ （電池■） 、 ０
．０００５（電池■’） 、 ０．０１ （を池■）、
０．１＜電池■）。
ｏ、２ｔ＝池■）と変えた電解液を用いた電池をそれぞ
れ作り、これらの電池について、６０℃にて貯蔵した時
のＲＡｃ（Ω）の変化を調べた所、第２図に示す結果を
得、Ｌ ｉ Ｃｆｌ Ｏ４の微量ないし少量の添加によ
り保存後のＲＡＣ特性が著しく改善されることが確認さ
れた。
れ作り、これらの電池について、６０℃にて貯蔵した時
のＲＡｃ（Ω）の変化を調べた所、第２図に示す結果を
得、Ｌ ｉ Ｃｆｌ Ｏ４の微量ないし少量の添加によ
り保存後のＲＡＣ特性が著しく改善されることが確認さ
れた。
尚、以上は電解液に溶解する主溶質としてＬＩＣＦ Ｓ
０３を用いた例であるが、この他、Ｌｉ ＰＦ６．Ｌｉ
ＢＦ４．ｔたはＬ Ｉ Ａ ｓ Ｆ ｅを用いた場合
にも同様ないし次善の効果が得られた。
０３を用いた例であるが、この他、Ｌｉ ＰＦ６．Ｌｉ
ＢＦ４．ｔたはＬ Ｉ Ａ ｓ Ｆ ｅを用いた場合
にも同様ないし次善の効果が得られた。
また、上記した実施例では、正極活物質に二酸化マンガ
ンを、また′ｐＬ極活極貧物質リチウムをそれぞれ用い
た例であるが、正極活物質として、フッ化カーボン、
Ｍ ｏ Ｏ３やＣｕＯ等の金ＲＭ化物、ＣｕＳやＮ１５
Ｓ２などの金属硫化物等を、また負極活物質にはナトリ
ウムやカリウムなどのその他の軽金属をそれぞれ用いた
場合にも同様な結果が得られる。
ンを、また′ｐＬ極活極貧物質リチウムをそれぞれ用い
た例であるが、正極活物質として、フッ化カーボン、
Ｍ ｏ Ｏ３やＣｕＯ等の金ＲＭ化物、ＣｕＳやＮ１５
Ｓ２などの金属硫化物等を、また負極活物質にはナトリ
ウムやカリウムなどのその他の軽金属をそれぞれ用いた
場合にも同様な結果が得られる。
更に、以上は筒形スパイラル形電池についての例である
が、筒形インサイドアウト形、コイン形、あるいはビン
形などの他の形式の電池の場合にも同様な結果が得られ
ることは言うまでらない。
が、筒形インサイドアウト形、コイン形、あるいはビン
形などの他の形式の電池の場合にも同様な結果が得られ
ることは言うまでらない。
〈発明の効果〉
以上のように、この発明によれば、電池性能が高く、ま
た安全性の高い電池を提供することができる。
た安全性の高い電池を提供することができる。
第１図はこの発明の実施例の電池の断面図、第２図は実
施例の電池などの保存特性を示したグラフである。 １・・・電池缶、２・・・正極、３・・・負極、６・・
・非水電解液、１２・・・正極端子。
施例の電池などの保存特性を示したグラフである。 １・・・電池缶、２・・・正極、３・・・負極、６・・
・非水電解液、１２・・・正極端子。
Claims (1)
- １、リチウム、ナトリウム等の軽金属を活物質とする負
極と、正極と、有機溶媒に電解質を溶解してなる非水電
解液とを備え、前記有機溶媒はエトキシメトキシエタン
を主成分として有し、また前記電解質はＬｉＣＦ＿３Ｓ
Ｏ＿３、ＬｉＰＦ＿６、ＬｉＢＦ＿４、ＬｉＡｓＦ＿６
のいずれかを用いてなることを特徴とする非水電解液電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63111934A JPH01281676A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63111934A JPH01281676A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01281676A true JPH01281676A (ja) | 1989-11-13 |
| JPH0574192B2 JPH0574192B2 (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=14573798
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63111934A Granted JPH01281676A (ja) | 1988-05-09 | 1988-05-09 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01281676A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7479348B2 (en) | 2005-04-08 | 2009-01-20 | The Gillette Company | Non-aqueous electrochemical cells |
| US7524581B2 (en) | 2004-07-23 | 2009-04-28 | The Gillette Company | Non-aqueous electrochemical cells |
| US7566350B2 (en) | 2002-02-28 | 2009-07-28 | The Gillette Company | Method of making non-aqueous electrochemical cell |
-
1988
- 1988-05-09 JP JP63111934A patent/JPH01281676A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7566350B2 (en) | 2002-02-28 | 2009-07-28 | The Gillette Company | Method of making non-aqueous electrochemical cell |
| US7524581B2 (en) | 2004-07-23 | 2009-04-28 | The Gillette Company | Non-aqueous electrochemical cells |
| US7479348B2 (en) | 2005-04-08 | 2009-01-20 | The Gillette Company | Non-aqueous electrochemical cells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0574192B2 (ja) | 1993-10-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 15 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081015 Year of fee payment: 15 |