JPH01320766A - 有機電解質電池 - Google Patents
有機電解質電池Info
- Publication number
- JPH01320766A JPH01320766A JP63153260A JP15326088A JPH01320766A JP H01320766 A JPH01320766 A JP H01320766A JP 63153260 A JP63153260 A JP 63153260A JP 15326088 A JP15326088 A JP 15326088A JP H01320766 A JPH01320766 A JP H01320766A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- thf
- organic electrolyte
- solvent
- batteries
- 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
- H01M6/164—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solvent
-
- 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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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
本発明は、負極にリチウムなどを用いた有機電解質電池
の改良に関するものであり、特に有機電解質を構成する
有機溶媒の改良に関するものである。
の改良に関するものであり、特に有機電解質を構成する
有機溶媒の改良に関するものである。
従来の技術
有機電解質電池として、負極にリチウムやマグネシウム
などのアルカリ金属、アルカリ土類金属を用い、正極に
フン化黒鉛や、二酸化マンガンを用いた電池が研究され
、一部実用化されている。
などのアルカリ金属、アルカリ土類金属を用い、正極に
フン化黒鉛や、二酸化マンガンを用いた電池が研究され
、一部実用化されている。
また最近では、負極にリチウム、正極に二硫化チ２１、
−ア タンを用いたリチウム有機電解質二次電池の研究も活発
に行われている。
−ア タンを用いたリチウム有機電解質二次電池の研究も活発
に行われている。
これら電池の電解質には、溶媒にプロピレンカーボネー
ト（ＰＣ）やテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）テトラヒド
ロフラン−３−オン、２−メチルテトラヒドロフラン（
２−Ｍｅ −ＴＨＦ ）を用い、これら溶媒に、過塩素
酸リチウム（ＬｉＣＪ○４）やリチウムへキサフロロア
ルシネート（ＬｉＡｓＦ６）を溶質として溶解した有機
電解質が用いられて米た。
ト（ＰＣ）やテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）テトラヒド
ロフラン−３−オン、２−メチルテトラヒドロフラン（
２−Ｍｅ −ＴＨＦ ）を用い、これら溶媒に、過塩素
酸リチウム（ＬｉＣＪ○４）やリチウムへキサフロロア
ルシネート（ＬｉＡｓＦ６）を溶質として溶解した有機
電解質が用いられて米た。
発明が解決しようとする課題
これらの有機電解質を用いた電池では、高率放電を行っ
た場合、電池の電圧が低下するという問題点があった。
た場合、電池の電圧が低下するという問題点があった。
課題を解決するための手段
本発明では、従来の有機電解質に用いる溶媒に、少なく
とも２−メチルテトラヒドロフラン−４−オンを使用す
ることを特徴としている。
とも２−メチルテトラヒドロフラン−４−オンを使用す
ることを特徴としている。
作用
従来のｐｃは、誘電率は犬であるが粘度が犬であり、こ
のため、電池に使用すると高率放電時に３１、 電圧の低下、正極の利用率の低下が起こる。一方ＴＨＦ
や２−Ｍｅ−ＴＨＦでは、粘度は小さいが、誘電率が小
さいため、高率放電時には、正極の利用率は大となるが
電池電圧の低下が起こる。したがって、ＴＨＦや２−Ｍ
ｅ−ＴＨＦＯ類で誘電率を犬にすることによジ、電池に
使用した場合、良好な特性が得られることが予想できる
。
のため、電池に使用すると高率放電時に３１、 電圧の低下、正極の利用率の低下が起こる。一方ＴＨＦ
や２−Ｍｅ−ＴＨＦでは、粘度は小さいが、誘電率が小
さいため、高率放電時には、正極の利用率は大となるが
電池電圧の低下が起こる。したがって、ＴＨＦや２−Ｍ
ｅ−ＴＨＦＯ類で誘電率を犬にすることによジ、電池に
使用した場合、良好な特性が得られることが予想できる
。
このような考え方で、ＴＨＦにカルボニル基を導入した
テトラヒドロフラン−３−オンを溶媒に用いることによ
り良好な電池特性が得られることが知られている（特開
昭６１−二’７１ ｏｖ ６ ？（’４： ’ＩＬ）。
テトラヒドロフラン−３−オンを溶媒に用いることによ
り良好な電池特性が得られることが知られている（特開
昭６１−二’７１ ｏｖ ６ ？（’４： ’ＩＬ）。
しかし、この場合においても特に二゛次電池の特性とし
ては不十分であった。
ては不十分であった。
本発明は、２−Ｍｅ−ＴＨＦを改良し、下に示すように
７゜
４の位置にカルボニル基を導入するものである。
４の位置の酸素の電子吸引性と２の位置のメチル基の電
子供与性により、従来のテトラヒドロフラン−３−オン
よシさらに４の位置の酸素を負に帯電することになり多
極子モーメントが大になり溶質に用いるリチウムなどの
カチオンと相互作用を大きくして、電池特性の向上を図
るものである。
子供与性により、従来のテトラヒドロフラン−３−オン
よシさらに４の位置の酸素を負に帯電することになり多
極子モーメントが大になり溶質に用いるリチウムなどの
カチオンと相互作用を大きくして、電池特性の向上を図
るものである。
実施例
以下、本発明の詳細な説明する。
（実施例１）
負極に直径１７．５；ｆｆ、厚さ０．５朋の円板状リチ
ウムを用いた。この時の理論充填量は２４７ｍＡｈであ
る。正極には、二酸化マンガン１００重量に導電剤とし
てのアセチレンブラック１０ 重ｔ 部、結着剤として
のポリ四フッ化エチレン樹脂１０重量部を加えた合剤ｏ
、＋ｇを、直径１７．５１１［の円盤状に圧縮成形した
ものを用いた。この正極の理論充填容量は１０３ｍＡｈ
であった。この正極、負極を用いて第１図に示した扁平
形電池を構成し、有機電解質の違いによる特性差を検討
した。
ウムを用いた。この時の理論充填量は２４７ｍＡｈであ
る。正極には、二酸化マンガン１００重量に導電剤とし
てのアセチレンブラック１０ 重ｔ 部、結着剤として
のポリ四フッ化エチレン樹脂１０重量部を加えた合剤ｏ
、＋ｇを、直径１７．５１１［の円盤状に圧縮成形した
ものを用いた。この正極の理論充填容量は１０３ｍＡｈ
であった。この正極、負極を用いて第１図に示した扁平
形電池を構成し、有機電解質の違いによる特性差を検討
した。
５７、−７
第１図において、１は電池ケース、２は封口板、３は負
極、４はセパレータ、５は正極、６はガスケットである
。
極、４はセパレータ、５は正極、６はガスケットである
。
有機電解質の溶質として、全て濃度１モル／ｌのＬｉＣ
ＪＯ４を用いた。有機電解質の溶媒として、本発明の２
−メチルテトラヒドロフラン−４−オンを用いた電池を
Ａ、従来のＰ Ｃ、２−Ｍｅ−ＴＨＦ。
ＪＯ４を用いた。有機電解質の溶媒として、本発明の２
−メチルテトラヒドロフラン−４−オンを用いた電池を
Ａ、従来のＰ Ｃ、２−Ｍｅ−ＴＨＦ。
２−メチルテトラヒドロフラン−３−オンを用いた電池
を各々Ｂ、Ｃ，Ｄとする。また従来の混合溶媒の例とし
て、溶媒に体積比で１．：１の割合でｐｃとＴＨＦとを
混合した溶媒を用いた電池をＥとする。また、これらの
電池の有機電解質の量は、全て２００μｌとした。
を各々Ｂ、Ｃ，Ｄとする。また従来の混合溶媒の例とし
て、溶媒に体積比で１．：１の割合でｐｃとＴＨＦとを
混合した溶媒を用いた電池をＥとする。また、これらの
電池の有機電解質の量は、全て２００μｌとした。
これらの電池を１０００の負荷で放電させた時の放電特
性を第２図に示す。従来のｐｃを用いた電池Ｂでは、放
電初期の電圧は犬であるが、利用率が低い。また２−Ｍ
ｅ−ＴＨＦなどの低粘度溶媒を用いたＣの電池では、利
用率は向上しているが、電圧が低いことがわかる。また
、従来の高誘電率の溶媒と低粘度の溶媒を組み合せたｐ
ｃとＴＨＦの６ヘー） 混合溶媒を用いた電池Ｅでは、Ｂ、 Ｃに比べ電池特
性は向上している。
性を第２図に示す。従来のｐｃを用いた電池Ｂでは、放
電初期の電圧は犬であるが、利用率が低い。また２−Ｍ
ｅ−ＴＨＦなどの低粘度溶媒を用いたＣの電池では、利
用率は向上しているが、電圧が低いことがわかる。また
、従来の高誘電率の溶媒と低粘度の溶媒を組み合せたｐ
ｃとＴＨＦの６ヘー） 混合溶媒を用いた電池Ｅでは、Ｂ、 Ｃに比べ電池特
性は向上している。
一方、ＴＨＦにカルボニル基を導入したテトラヒドロフ
ラン−３−オンを用いたＤでは、さらに電池特性が向上
している。そして本発明の２−メチルテトラヒドロフラ
ン−４−オンを用いたムでは、カルボニル基とメチル基
との相互作用によシ、より高率放電特性が向上している
。
ラン−３−オンを用いたＤでは、さらに電池特性が向上
している。そして本発明の２−メチルテトラヒドロフラ
ン−４−オンを用いたムでは、カルボニル基とメチル基
との相互作用によシ、より高率放電特性が向上している
。
（実施例２）
本実施例では、二次電池に応用した場合について示す。
実施例１と同様に電池を構成した。ただし、正極の活物
質には、二酸化マンガンの代わりに、二硫化チタンを用
い、合剤配合量、合剤充填量は実施例１と同様である。
質には、二酸化マンガンの代わりに、二硫化チタンを用
い、合剤配合量、合剤充填量は実施例１と同様である。
したがって正極の理論充填量は８０ｍＡｈであった。有
機電解質の溶質は、Ｌｉ（ｌ！ｏ４の代わシに１モル／
ｌのＬｉＡｓＦ６を用いた。本発明の２−メチルテトラ
ヒドロフラン−４−オンを溶媒に用いた電池をＦ、ＰＣ
，２−Ｍｅ−ＴＨＦ、テトラヒドロフラン−３−オン、
体積比７・′＼−ノ で１：１の割合でＰＣとＴＨＦとを混合した溶媒を用い
た電池を各々Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｊとする。
機電解質の溶質は、Ｌｉ（ｌ！ｏ４の代わシに１モル／
ｌのＬｉＡｓＦ６を用いた。本発明の２−メチルテトラ
ヒドロフラン−４−オンを溶媒に用いた電池をＦ、ＰＣ
，２−Ｍｅ−ＴＨＦ、テトラヒドロフラン−３−オン、
体積比７・′＼−ノ で１：１の割合でＰＣとＴＨＦとを混合した溶媒を用い
た電池を各々Ｇ、Ｈ，Ｉ、Ｊとする。
これらの電池を１０ｍＡの定電流で充放電をくシ返した
。放電は電池電圧が１，２ｖに々る時点、充電は２．８
ｖになる時点でそれぞれ止めるようにした。
。放電は電池電圧が１，２ｖに々る時点、充電は２．８
ｖになる時点でそれぞれ止めるようにした。
第３図には、第３サイクルでの放電曲線を示す。
これより本発明の溶媒を用いた電池は、従来の溶媒を用
いたものに比べ、電圧、利用率ともに向上していること
がわかる。
いたものに比べ、電圧、利用率ともに向上していること
がわかる。
実施例１，２には、本発明の２−メチルテトラヒドロフ
ラン−４−オンを単独溶媒として用いた場合の結果を示
した。この２−メチルテトラヒドロフラン−４−オンは
、カルボニル基を持つタメ２−Ｍｅ−ＴＨＦに比べ粘度
が犬となる。このため本発明の２−メチルテトラヒドロ
フラン−４−オンと低粘度溶媒であるジメトキシエタン
やＴＨＦ。
ラン−４−オンを単独溶媒として用いた場合の結果を示
した。この２−メチルテトラヒドロフラン−４−オンは
、カルボニル基を持つタメ２−Ｍｅ−ＴＨＦに比べ粘度
が犬となる。このため本発明の２−メチルテトラヒドロ
フラン−４−オンと低粘度溶媒であるジメトキシエタン
やＴＨＦ。
２−Ｍｅ−ＴＨＦなどの混合溶媒を用いることにより、
さらに高率放電特性を向上させることが可能である。
さらに高率放電特性を向上させることが可能である。
（実施例３）
実施例２と同様の電池を構成した。有機電解質の溶質に
は、１モル／ｌのＬｉＡｓＦ６を用いた。有機電解質の
溶媒に、２−メチルテトラヒドロフラン−４−オンを用
いた電池をＦ、２−メチルテトラヒドロフラン−４−オ
ンとの体積比で１：１の混合溶媒として、それぞれジメ
トキシエタン。
は、１モル／ｌのＬｉＡｓＦ６を用いた。有機電解質の
溶媒に、２−メチルテトラヒドロフラン−４−オンを用
いた電池をＦ、２−メチルテトラヒドロフラン−４−オ
ンとの体積比で１：１の混合溶媒として、それぞれジメ
トキシエタン。
ＴＨＦ、２−Ｍｅ−ＴＨＦとの混合溶媒を用いた電池を
に、Ｌ、Ｍとする。実施例２と同様の充放電試験を行っ
た。第４図には、第３サイクルでの各電池の放電曲線を
示す。本発明の２−メチルテトラヒドロフラン−４−オ
ンの混合溶媒を用いた場合には、さらに良好な放電特性
が得られた。その中で２−Ｍｅ−ＴＨＦが最も良く、次
にジメトキシエタン。
に、Ｌ、Ｍとする。実施例２と同様の充放電試験を行っ
た。第４図には、第３サイクルでの各電池の放電曲線を
示す。本発明の２−メチルテトラヒドロフラン−４−オ
ンの混合溶媒を用いた場合には、さらに良好な放電特性
が得られた。その中で２−Ｍｅ−ＴＨＦが最も良く、次
にジメトキシエタン。
ＴＨＦ Ｏ順であった。２− Ｍｅ −ＴＨＦ、ジメ
トキシエタン、ＴＨＦはともに約０．４６０ ｐの粘度
を持ち、粘度の点からは差はない。しかし２−メチルテ
トラヒドロフラン−４−オンとの混合溶媒として用いた
時、その電池特性には、第４図のように差が出た。
トキシエタン、ＴＨＦはともに約０．４６０ ｐの粘度
を持ち、粘度の点からは差はない。しかし２−メチルテ
トラヒドロフラン−４−オンとの混合溶媒として用いた
時、その電池特性には、第４図のように差が出た。
９八−７
発明の効果
以上のように、本発明により高率放電特性に優れた電池
が得られる。
が得られる。
第１図は実施例に用いた電池の縦断面図、第２図は各種
溶媒を用いた一次電池の放電曲線を示す図、第３図は二
次電池の第３サイクル目の放電曲線を示す図、第４図は
、各種混合溶媒を用いた二次電池の第３サイクル目の放
電曲線を示す図である。 ３・・・・・・負極、４・・・・・・セパレータ、５・
・・・・・正極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名（ｔ
ｙｒｔ宰 マ婆ｆ購 （ｑ律、跨Ｔ喜ｉ盟
溶媒を用いた一次電池の放電曲線を示す図、第３図は二
次電池の第３サイクル目の放電曲線を示す図、第４図は
、各種混合溶媒を用いた二次電池の第３サイクル目の放
電曲線を示す図である。 ３・・・・・・負極、４・・・・・・セパレータ、５・
・・・・・正極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名（ｔ
ｙｒｔ宰 マ婆ｆ購 （ｑ律、跨Ｔ喜ｉ盟
Claims (1)
- 負極と、正極と、有機電解質とからなり、有機電解質
の溶媒に、少なくとも２−メチルテトラヒドロフラン−
４−オンを用いたことを特徴とする有機電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63153260A JPH0766818B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 有機電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63153260A JPH0766818B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 有機電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01320766A true JPH01320766A (ja) | 1989-12-26 |
| JPH0766818B2 JPH0766818B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=15558567
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63153260A Expired - Lifetime JPH0766818B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 有機電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766818B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103367800A (zh) * | 2012-04-09 | 2013-10-23 | 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 | 一种层状锰酸锂电池用的非水电解液 |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63153260A patent/JPH0766818B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103367800A (zh) * | 2012-04-09 | 2013-10-23 | 张家港市国泰华荣化工新材料有限公司 | 一种层状锰酸锂电池用的非水电解液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0766818B2 (ja) | 1995-07-19 |
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