JPH01320768A - 有機電解質電池 - Google Patents
有機電解質電池Info
- Publication number
- JPH01320768A JPH01320768A JP63153262A JP15326288A JPH01320768A JP H01320768 A JPH01320768 A JP H01320768A JP 63153262 A JP63153262 A JP 63153262A JP 15326288 A JP15326288 A JP 15326288A JP H01320768 A JPH01320768 A JP H01320768A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- methyltetrahydrofuran
- organic electrolyte
- solvent
- thf
- 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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Classifications
-
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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シ、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シ、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
フッ化黒鉛や、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
フッ化黒鉛や、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２Ａ−
ブ 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。
ブ 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（ＬｉＣｐＯ４）やリチウムへキサフロロアル
シネート（ＬｉＡｓＦ６）を溶質トシて溶解した有機電
解質が用いられて来た。
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（ＬｉＣｐＯ４）やリチウムへキサフロロアル
シネート（ＬｉＡｓＦ６）を溶質トシて溶解した有機電
解質が用いられて来た。
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。
課題を解決するだめの手段
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−３−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−３−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、？［池に使用すると高率放電時に３・・−ノ 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、正極の利用率は犬となる
が電池電圧の低下が起こる。したがって、ＴＨＦや２−
Ｍｅ−ＴＨＦＯ類で誘電率を犬にすることによシ、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、？［池に使用すると高率放電時に３・・−ノ 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、正極の利用率は犬となる
が電池電圧の低下が起こる。したがって、ＴＨＦや２−
Ｍｅ−ＴＨＦＯ類で誘電率を犬にすることによシ、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
よシ良好な電池特性が得られることが知られている（特
開昭６ｌ−４６ｂｌｘ号公１友）。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。
たテトラヒドロフラン−３−オンを溶媒に用いることに
よシ良好な電池特性が得られることが知られている（特
開昭６ｌ−４６ｂｌｘ号公１友）。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。
本発明は、２−Ｍｅ−ＴＨＦを改良し、下に示す□よう
に ぺ ３の位置にカルボニル基を導入するものである。
に ぺ ３の位置にカルボニル基を導入するものである。
３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
よりさらに３の位置の酸素を負に帯電することになり双
極子モーメントが犬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
よりさらに３の位置の酸素を負に帯電することになり双
極子モーメントが犬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１７．５ＷＩｌｌＩ、厚さ０．５間の円板状
リチウムを用いた。この時の理論充填量は２４７ ｍＡ
ｈである。正極には、二酸化マンガン１００重量に導電
剤としてのアセチノンブラック１０重量部、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
０．４９を、直径１７・５朋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１０３ ｍＡｈ
でめった。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。
リチウムを用いた。この時の理論充填量は２４７ ｍＡ
ｈである。正極には、二酸化マンガン１００重量に導電
剤としてのアセチノンブラック１０重量部、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
０．４９を、直径１７・５朋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１０３ ｍＡｈ
でめった。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。
５ヘーノ
第１図において、１は電池ケース、２は封目板、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
１！０４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−３−オンを月いた電池
を人、従来のＰ Ｃ，２−Ｍｅ −ＴＨＦ。
１！０４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−３−オンを月いた電池
を人、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
電初期の電圧は大であるが、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の混合溶媒を用いた電池Ｆ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
電初期の電圧は大であるが、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の混合溶媒を用いた電池Ｆ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−３−オンを用いた人では、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−３−オンを用いた人では、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、ＬｉＣＪＯ４の代わりに１モル／ｌ
のＬ１ムｓＦ６を用いた。本発明の２−メチルテトラヒ
ドロフラン−３−オンを溶媒に用いた電池をＦ＋ Ｐ
Ｃ＋ ２ Ｍｅ−ＴＨＦ、テトラヒドロフラン−
３−オン、体積比７へ−・ 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、ＬｉＣＪＯ４の代わりに１モル／ｌ
のＬ１ムｓＦ６を用いた。本発明の２−メチルテトラヒ
ドロフラン−３−オンを溶媒に用いた電池をＦ＋ Ｐ
Ｃ＋ ２ Ｍｅ−ＴＨＦ、テトラヒドロフラン−
３−オン、体積比７へ−・ 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り返した
。放電は電池電圧が１．２ｖになる時点、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になる時点、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−３−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−３−オンは
、カルボニル基を持つため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−３−オンと低粘度溶媒であるジメトキシエタン
やＴＨＦ。
ラン−３−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−３−オンは
、カルボニル基を持つため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−３−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−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−３−オンを用
いた電池をＦ、２−メチルテトラヒドロフラン−３−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−３−オンを用
いた電池をＦ、２−メチルテトラヒドロフラン−３−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−
３−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の順であった。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−３−オン
との混合溶媒として用いた時、その′ＩＦ池特性には、
第４図のように差が出た。
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−
３−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の順であった。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−３−オン
との混合溶媒として用いた時、その′ＩＦ池特性には、
第４図のように差が出た。
９、、
発明の効果
以上のように、本発明によシ高率放電特性に優れた電池
が得られる。
が得られる。
【図面の簡単な説明】
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名塚
（質、：＊）？’＄ｆ’！ ム 、
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名塚
（質、：＊）？’＄ｆ’！ ム 、
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−
３−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 |
|---|---|---|---|
| JP63153262A JPH0766820B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP63153262A JPH0766820B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 有機電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01320768A true JPH01320768A (ja) | 1989-12-26 |
| JPH0766820B2 JPH0766820B2 (ja) | 1995-07-19 |
Family
ID=15558610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63153262A Expired - Lifetime JPH0766820B2 (ja) | 1988-06-21 | 1988-06-21 | 有機電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766820B2 (ja) |
-
1988
- 1988-06-21 JP JP63153262A patent/JPH0766820B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0766820B2 (ja) | 1995-07-19 |
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