JPH0254623B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0254623B2 JPH0254623B2 JP56164819A JP16481981A JPH0254623B2 JP H0254623 B2 JPH0254623 B2 JP H0254623B2 JP 56164819 A JP56164819 A JP 56164819A JP 16481981 A JP16481981 A JP 16481981A JP H0254623 B2 JPH0254623 B2 JP H0254623B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ethylene glycol
- battery
- ether
- aqueous electrolyte
- solvent
- 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.)
- Expired
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
この発明はリチウム、ナトリウム、マグネシウ
ム等の軽金属を活物質とする負極と、金属の酸化
物、硫化物、ハロゲン化物等を活物質とする正極
と、非水系電解液とを備えた非水電解液電池に関
し、特に電解液を改良して電池特性の改善を計る
ものである。 従来、この種の電池の電解液としてはプロピレ
ンカーボネート、エチレングリコールジメチルエ
ーテル（１，２―ジメトキシエタン：DME）γ
―ブチロラクトン等の有機溶媒に過塩素酸リチウ
ム、ホウフツ化リチウム等の溶質を溶解したもの
が知られている。 ここでプロピレンカーボネートは誘電率が大で
良好なるものの粘度が高く、そのため電解液と活
物質との接触面積は小さくなり活物質の利用率及
び高率放電特性において満足しうるものではな
い。又、凝固点も高い（約−49℃）ため低温特性
において特に問題がある。 そこで、プロピレンカーボネートに低粘度の有
機溶媒であるエチレングリコールジメチルエーテ
ル（１，２―ジメトキシエタン：DME）を加え
て粘度を低下させると共に凝固点を引下げること
により活物質の利用率、高率放電特性及び低温特
性を改善することが知られている。 しかし、上記目的のためにDMEを加えその混
合割合を大きくしていくと、上記のごとき溶質の
DMEに対する溶解度が小さいので、特に０℃以
下の低温では溶質が析出し電池の内部抵抗を著し
く上昇させるという不都合がある。 この発明の発明者らは上記欠点を解消すべく研
究を重ね、上記のDMEの代りに、エチレングリ
コールジアルキルエーテル（但しアルキル基は同
一もしくは異なつて少なくともひとつが炭素数２
以上のアルキル基）を用いることによつて、常温
における電池特性を低下させずに低温特性を向せ
うることを見出した。 かくしてこの発明は軽金属を活物質とする負
極、これに対応する正極及び溶質と溶媒とからな
る非水系の電解液とを備えた電池であつて、前記
溶媒がプロピレンカーボネートとエチレングリコ
ールジアルキルエーテル（但しアルキル基は同一
もしくは異なつて少なくともひとつが炭素数２以
上のアルキル基）との混合有機溶媒であることを
特徴とする非水電解液電池を提供するものであ
る。 この発明に用いられる有機溶媒のエチレングリ
コールジアルキルエーテル類において二つのアル
キル基が同一の場合の具体例としては、エチレン
グリコールジエチルエーテル、エチレングリコー
ルプロピルエーテル、エチレングリコールジブチ
ルエーテル、エチレングリコールジアミルエーテ
ル、エチレングリコールジヘキシルエーテル等が
挙げられ、またアルキル基の異なる具体例として
はエチレングリコールジメチルエチルエーテル、
エチレングリコールメチルブチルエーテル、エチ
レングリコールエチルブチルエーテル、エチレン
グリコールエチルアミルエーテル、エチレングリ
コールブチルアミルエーテルなどが挙げられる。
アルキル基の炭素数が増大すると融点と粘度が上
昇するので炭素数６までのものを使用するのが適
切である。 上記のエチレングリコールジアルキルエーテル
類のうちで好ましいのは、エチレングリコールジ
エチルエーテル、エチレングリコールジプロピル
エーテル及びエチレングリコールジブチルエーテ
ルである。 またこの発明の電池に用いられる混合溶媒のプ
ロピレンカーボネートとエチレングリコールエー
テルとの容量比は４：１〜１：４の範囲のものが
用いられ、好ましいのは約１：１の容量比のもの
である。 またこの発明の電池に用いられる溶質として
は、この種の電池に通常用いられているものが使
用される。例えば過塩素酸リチウム、ホウフツ化
リチウムなどが挙げられる。またその電解液中の
濃度はこの種の電池に従来用いられている程度で
よく、通常0.5〜2.0モル濃度で用いられる。 次にこの発明を実施例で説明する。 実施例 電解液として下記の表に示したものを用いこの
発明の電池の実施例のＡ及びＢと比較例Ｃ（各々
直径24.5mm、高さ2.8mm）を作製した。
ム等の軽金属を活物質とする負極と、金属の酸化
物、硫化物、ハロゲン化物等を活物質とする正極
と、非水系電解液とを備えた非水電解液電池に関
し、特に電解液を改良して電池特性の改善を計る
ものである。 従来、この種の電池の電解液としてはプロピレ
ンカーボネート、エチレングリコールジメチルエ
ーテル（１，２―ジメトキシエタン：DME）γ
―ブチロラクトン等の有機溶媒に過塩素酸リチウ
ム、ホウフツ化リチウム等の溶質を溶解したもの
が知られている。 ここでプロピレンカーボネートは誘電率が大で
良好なるものの粘度が高く、そのため電解液と活
物質との接触面積は小さくなり活物質の利用率及
び高率放電特性において満足しうるものではな
い。又、凝固点も高い（約−49℃）ため低温特性
において特に問題がある。 そこで、プロピレンカーボネートに低粘度の有
機溶媒であるエチレングリコールジメチルエーテ
ル（１，２―ジメトキシエタン：DME）を加え
て粘度を低下させると共に凝固点を引下げること
により活物質の利用率、高率放電特性及び低温特
性を改善することが知られている。 しかし、上記目的のためにDMEを加えその混
合割合を大きくしていくと、上記のごとき溶質の
DMEに対する溶解度が小さいので、特に０℃以
下の低温では溶質が析出し電池の内部抵抗を著し
く上昇させるという不都合がある。 この発明の発明者らは上記欠点を解消すべく研
究を重ね、上記のDMEの代りに、エチレングリ
コールジアルキルエーテル（但しアルキル基は同
一もしくは異なつて少なくともひとつが炭素数２
以上のアルキル基）を用いることによつて、常温
における電池特性を低下させずに低温特性を向せ
うることを見出した。 かくしてこの発明は軽金属を活物質とする負
極、これに対応する正極及び溶質と溶媒とからな
る非水系の電解液とを備えた電池であつて、前記
溶媒がプロピレンカーボネートとエチレングリコ
ールジアルキルエーテル（但しアルキル基は同一
もしくは異なつて少なくともひとつが炭素数２以
上のアルキル基）との混合有機溶媒であることを
特徴とする非水電解液電池を提供するものであ
る。 この発明に用いられる有機溶媒のエチレングリ
コールジアルキルエーテル類において二つのアル
キル基が同一の場合の具体例としては、エチレン
グリコールジエチルエーテル、エチレングリコー
ルプロピルエーテル、エチレングリコールジブチ
ルエーテル、エチレングリコールジアミルエーテ
ル、エチレングリコールジヘキシルエーテル等が
挙げられ、またアルキル基の異なる具体例として
はエチレングリコールジメチルエチルエーテル、
エチレングリコールメチルブチルエーテル、エチ
レングリコールエチルブチルエーテル、エチレン
グリコールエチルアミルエーテル、エチレングリ
コールブチルアミルエーテルなどが挙げられる。
アルキル基の炭素数が増大すると融点と粘度が上
昇するので炭素数６までのものを使用するのが適
切である。 上記のエチレングリコールジアルキルエーテル
類のうちで好ましいのは、エチレングリコールジ
エチルエーテル、エチレングリコールジプロピル
エーテル及びエチレングリコールジブチルエーテ
ルである。 またこの発明の電池に用いられる混合溶媒のプ
ロピレンカーボネートとエチレングリコールエー
テルとの容量比は４：１〜１：４の範囲のものが
用いられ、好ましいのは約１：１の容量比のもの
である。 またこの発明の電池に用いられる溶質として
は、この種の電池に通常用いられているものが使
用される。例えば過塩素酸リチウム、ホウフツ化
リチウムなどが挙げられる。またその電解液中の
濃度はこの種の電池に従来用いられている程度で
よく、通常0.5〜2.0モル濃度で用いられる。 次にこの発明を実施例で説明する。 実施例 電解液として下記の表に示したものを用いこの
発明の電池の実施例のＡ及びＢと比較例Ｃ（各々
直径24.5mm、高さ2.8mm）を作製した。
【表】
なおプロピレンカーボネートは55mmHgの減圧
下で蒸留したもの、エチレングリコールエーテル
類はモレキユラーシーブ５Ａで脱水し常圧蒸留し
たもの、過塩素酸リチウムは加熱乾燥したものを
それぞれ用い、いずれの電解液も残存水分濃度は
20ppm程度であつた。 一方正極は、400℃で熱処理した二酸化マンガ
ンと導電剤のアセチレンブラツクと結着剤の４フ
ツ化エチレン樹脂エマルジヨンとを85：10：５の
各重量％で混合し、内径20mmφのステンレス製内
缶に入れ７トンの重量圧で加圧成形し次いで300
℃で乾燥して作製した。負極は圧延リチウム板を
所定形状に打抜いたものを用いた。また電解液を
含浸させて正負両極間に介在させるセパレータと
してはポリプロピレン不織布を用いた。 上記Ａ，Ｂ及びＣ電池に5.6KΩの負荷を与え
た場合の、−20℃における放電曲線を第１図に示
し、25℃における放電曲線を第２図に示した。 第１図から−20℃において、有機溶媒としてプ
ロピレンカーボネートとDMEとを用いる比較例
Ｃの電池は、放電初期で電池電圧の落ち込みが大
であると共に全放電時間にわたつて電池電圧が低
く、この発明の電池の実施例（Ａ及びＢ）の方が
優れていることは明らかである。また第２図か
ら、25℃においてはＡ，Ｂ及びＣ各電池いずれも
同等の放電曲線を示している。 また−20℃において放電したＡ，Ｂ及びＣ電池
を分解してみると、Ｃ電池の負極表面には過塩素
酸リチウムの析出が認められたが、Ａ及びＢ電池
にはこの析出が認められなかつた。 このようにこの発明によれば、常温における特
性を低下させずに特に０℃以下の低温特性の良好
な非水電解液電池を提供することができる。
下で蒸留したもの、エチレングリコールエーテル
類はモレキユラーシーブ５Ａで脱水し常圧蒸留し
たもの、過塩素酸リチウムは加熱乾燥したものを
それぞれ用い、いずれの電解液も残存水分濃度は
20ppm程度であつた。 一方正極は、400℃で熱処理した二酸化マンガ
ンと導電剤のアセチレンブラツクと結着剤の４フ
ツ化エチレン樹脂エマルジヨンとを85：10：５の
各重量％で混合し、内径20mmφのステンレス製内
缶に入れ７トンの重量圧で加圧成形し次いで300
℃で乾燥して作製した。負極は圧延リチウム板を
所定形状に打抜いたものを用いた。また電解液を
含浸させて正負両極間に介在させるセパレータと
してはポリプロピレン不織布を用いた。 上記Ａ，Ｂ及びＣ電池に5.6KΩの負荷を与え
た場合の、−20℃における放電曲線を第１図に示
し、25℃における放電曲線を第２図に示した。 第１図から−20℃において、有機溶媒としてプ
ロピレンカーボネートとDMEとを用いる比較例
Ｃの電池は、放電初期で電池電圧の落ち込みが大
であると共に全放電時間にわたつて電池電圧が低
く、この発明の電池の実施例（Ａ及びＢ）の方が
優れていることは明らかである。また第２図か
ら、25℃においてはＡ，Ｂ及びＣ各電池いずれも
同等の放電曲線を示している。 また−20℃において放電したＡ，Ｂ及びＣ電池
を分解してみると、Ｃ電池の負極表面には過塩素
酸リチウムの析出が認められたが、Ａ及びＢ電池
にはこの析出が認められなかつた。 このようにこの発明によれば、常温における特
性を低下させずに特に０℃以下の低温特性の良好
な非水電解液電池を提供することができる。
第１図は、各種電解液を用いた非水電解液電池
の−20℃における放電特性比較図、第２図は第１
図の電池と同じ電池の25℃における放電特性比較
図である。
の−20℃における放電特性比較図、第２図は第１
図の電池と同じ電池の25℃における放電特性比較
図である。
Claims (1)
- １ 軽金属を活物質とする負極、これに対応する
正極及び溶質と溶媒とからなる非水系の電解液と
を備えた電池であつて、前記溶媒がプロピレンカ
ーボネートとエチレングリコールジアルキルエー
テル（但しアルキル基は同一もしくは異なつて少
なくともひとつが炭素数２以上のアルキル基）と
の混合有機溶媒であ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 |
|---|---|---|---|
| JP56164819A JPS5864768A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56164819A JPS5864768A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864768A JPS5864768A (ja) | 1983-04-18 |
| JPH0254623B2 true JPH0254623B2 (ja) | 1990-11-22 |
Family
ID=15800514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56164819A Granted JPS5864768A (ja) | 1981-10-14 | 1981-10-14 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864768A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5996665A (ja) * | 1982-11-25 | 1984-06-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム二次電池用電解液 |
| JPS59205167A (ja) * | 1983-05-06 | 1984-11-20 | Mitsubishi Petrochem Co Ltd | リチウム二次電池用溶媒 |
| JPH0652670B2 (ja) * | 1983-05-27 | 1994-07-06 | 日本電信電話株式会社 | リチウム二係電池用電解液 |
-
1981
- 1981-10-14 JP JP56164819A patent/JPS5864768A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5864768A (ja) | 1983-04-18 |
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