JPH0426075A - 有機電解液電池 - Google Patents
有機電解液電池Info
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- JPH0426075A JPH0426075A JP2131685A JP13168590A JPH0426075A JP H0426075 A JPH0426075 A JP H0426075A JP 2131685 A JP2131685 A JP 2131685A JP 13168590 A JP13168590 A JP 13168590A JP H0426075 A JPH0426075 A JP H0426075A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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、有機電解液電池に関する。
従来の技術
有機電解ン夜電池は、水溶液系電池に比較して高電圧、
高エネルギー密度か得られる点て優れている。しかし、
有機電解ｉ夜は、導電率か著しく低いのて、有機電解液
電池の高率放電特性は水溶液系電池に比較してきわめて
劣りでいる。
高エネルギー密度か得られる点て優れている。しかし、
有機電解ｉ夜は、導電率か著しく低いのて、有機電解液
電池の高率放電特性は水溶液系電池に比較してきわめて
劣りでいる。
有機電解液電池の電解液としては、プロピレンカーボネ
ートもしくはエチレンカーホネーｌ−または両者を混合
したものに、電解質としてＬ＋Ｃｌ０ｎ。
ートもしくはエチレンカーホネーｌ−または両者を混合
したものに、電解質としてＬ＋Ｃｌ０ｎ。
ＬｉＡｓＦ６．Ｌｉ ＢＦ４．ＬｉＰＦ６もしくはＬｉ
ＣＦ３ＣＯ３またはそれらの混合物を加えたものが代表
的である。
ＣＦ３ＣＯ３またはそれらの混合物を加えたものが代表
的である。
プロピレンカーボネートおよびエチレンカーボネートは
、比較的誘電率が高いので、これらを用いた電解液の導
電率は比較的高い。しかし、有機電解液電池は、高率放
電性能の改善がつねに求められているので、この電解液
も導電率をさらに向上することが強く望まれている。
、比較的誘電率が高いので、これらを用いた電解液の導
電率は比較的高い。しかし、有機電解液電池は、高率放
電性能の改善がつねに求められているので、この電解液
も導電率をさらに向上することが強く望まれている。
発明が解決しようとする課題
従来、有機電解液の導電率を向上させるために、ジメＩ
・キシエタン（以下ではＤＭＥと表記する）を添加する
方法か一般に用いられできた。しかし、開Ｅには次のよ
うな問題があった。すなわち、近年３．５Ｖ ｖｓ、
Ｌｉ／い゛以上のきわめて責な電位を示すＬｉＣｏＯ２
，ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＦｅＯ２またはカーボン電極なと
の正極が用いられるようになってきたが、このような高
電位の正極を用いた場合には、ＤＭＥが電池内で酸化分
解されてしまい電池特性が急激に劣化するという問題が
あった。
・キシエタン（以下ではＤＭＥと表記する）を添加する
方法か一般に用いられできた。しかし、開Ｅには次のよ
うな問題があった。すなわち、近年３．５Ｖ ｖｓ、
Ｌｉ／い゛以上のきわめて責な電位を示すＬｉＣｏＯ２
，ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＦｅＯ２またはカーボン電極なと
の正極が用いられるようになってきたが、このような高
電位の正極を用いた場合には、ＤＭＥが電池内で酸化分
解されてしまい電池特性が急激に劣化するという問題が
あった。
したがって、高電位な正極活物質を備えた有機電解液電
池は、高率放電性能の改善が非常に難しいという課題が
あ′つた。
池は、高率放電性能の改善が非常に難しいという課題が
あ′つた。
ｙ、Ｍを解決するための手段
本発明は、電位が０．２Ｖ ｖｓ、い／い゛よりも貴で
あるような負極板を備え、プロピレンカーボネートもし
くはエチレンカーボネートの単体または両者の混合物に
アセトニトリルを混合してなる有機溶媒を電解液として
備えたことを特徴とする有機電解液電池を用いて前記課
題を解決するものである。
あるような負極板を備え、プロピレンカーボネートもし
くはエチレンカーボネートの単体または両者の混合物に
アセトニトリルを混合してなる有機溶媒を電解液として
備えたことを特徴とする有機電解液電池を用いて前記課
題を解決するものである。
作用
発明者は、ＤＭＥと同様の低粘度溶媒であって、しかも
ＤＭＥよりも酸化電位が責な有機溶媒について検討した
結果、後述のようにアセトニトリル（以下ではＡＮと表
記する）が有用であることを見いだした。
ＤＭＥよりも酸化電位が責な有機溶媒について検討した
結果、後述のようにアセトニトリル（以下ではＡＮと表
記する）が有用であることを見いだした。
ＡＮあるいはＤＭＥを添加した場合の酸化電位の変化を
表１に示す。表中ＰＣはプロピレンカーボネート、ＥＣ
はエチレンカーボネートを示す。ＤＭＥを添加した場合
には酸化電位が著しく卑に移行したが、ＡＮを添加した
場合には酸化電位の低下がほとんと無かった。すなわち
、靜の添加は、電解液の耐酸化性能の劣化を招かないこ
とがわかった。
表１に示す。表中ＰＣはプロピレンカーボネート、ＥＣ
はエチレンカーボネートを示す。ＤＭＥを添加した場合
には酸化電位が著しく卑に移行したが、ＡＮを添加した
場合には酸化電位の低下がほとんと無かった。すなわち
、靜の添加は、電解液の耐酸化性能の劣化を招かないこ
とがわかった。
表１
酸化電位（ｖｓ、Ｌ
／Ｌ
゛）
つぎに、これらの電解液の導電率を表２に示す。
ＡＮまたはＤＭＥを添加した場合には導電率が向上した
。
。
しかし、ＤＭＥを添加した場合には前記のように耐酸化
性能が低下するので望ましくない。
性能が低下するので望ましくない。
以上のようにＡＮの添加は、電解液の耐酸化性能を劣化
させずに導電率を向上できる点て優れている。
させずに導電率を向上できる点て優れている。
表２
導電率（２０℃）
しかし、ＡＮには次のような欠点がある。すなわち、従
来の有機電解液電池は、通常金属リチウム負極を用いて
いる。ＡＮは、この金属リチウム負極と容易に反応（還
元分解）する。このため、従来の有機電解液電池では、
ＡＮは、はとんど用いられていなかった。
来の有機電解液電池は、通常金属リチウム負極を用いて
いる。ＡＮは、この金属リチウム負極と容易に反応（還
元分解）する。このため、従来の有機電解液電池では、
ＡＮは、はとんど用いられていなかった。
発明者は、ＡＮの還元電位について詳しく検討した結果
、０．２Ｖ ｖｓ、Ｌｉ／Ｌｉ”以上の電位領域では、
ＡＮの還元分解が起こりにくいことを見いたした。
、０．２Ｖ ｖｓ、Ｌｉ／Ｌｉ”以上の電位領域では、
ＡＮの還元分解が起こりにくいことを見いたした。
よって、本発明では、平衡電位および作動電位が金属リ
チウムよりも０．２Ｖ以上貴であるような負極板を備え
ることによって、ＡＮの還元分解が起こらないようにし
た。そして、電解液にＡＮを添加して、高電位の正極活
物質を備えた有機電解液電池の高率放電性能の改良を可
能にした。
チウムよりも０．２Ｖ以上貴であるような負極板を備え
ることによって、ＡＮの還元分解が起こらないようにし
た。そして、電解液にＡＮを添加して、高電位の正極活
物質を備えた有機電解液電池の高率放電性能の改良を可
能にした。
実施例
以下、本発明を好適な実施例を用いて説明する。
正極活物質にｌ ｉ ＣｏＯ２を用い、負極活物質にア
ルミニウム合金を用いて、第一図に示した内部構造を有
するボタン型有機電解湾電池をつきのように試作した。
ルミニウム合金を用いて、第一図に示した内部構造を有
するボタン型有機電解湾電池をつきのように試作した。
９０ｗｔχの［月ＣｏＯ２，８ｗｔ４のアセチレンフ゛
ラックおよび２ｗｔ％のポリテトラフルオロエチレン（
ＰＴＦＥ）を混合して正極合剤とした。そして、この正
極合剤を０．６５ｇ採集して、３２５ｍｅｓｈのステン
レス（ＳＬＩＳ３１６）製金網に包み込んで、径が１２
闘で厚さが２．１ｍｍの正極板ベレット（１）を試作し
た。この正極板ペレッＩ・の放電容量は、０．５モルの
リチウムが吸蔵放出されるとした場合に８０ｍＡｈであ
る。
ラックおよび２ｗｔ％のポリテトラフルオロエチレン（
ＰＴＦＥ）を混合して正極合剤とした。そして、この正
極合剤を０．６５ｇ採集して、３２５ｍｅｓｈのステン
レス（ＳＬＩＳ３１６）製金網に包み込んで、径が１２
闘で厚さが２．１ｍｍの正極板ベレット（１）を試作し
た。この正極板ペレッＩ・の放電容量は、０．５モルの
リチウムが吸蔵放出されるとした場合に８０ｍＡｈであ
る。
ＡＩ（９ｉｗｔ＄）−Ｌｉ（２ｗｔＸ）−５ｉ（５ｗ、
ｔ％）−Ｍｎ（１ｗｔ％）−Ｇａ（１ｗｔ２：）合金を
カスアトマイス法によって平均粒径が２０ミクロンの粉
末に加工した。そして、このアルミニウム合金粉末を０
．３ｇ採集して、＋８０ｍｅｓｈのニッケル金網に包み
込んで径が１０ｍｍで厚さカ月、 ９ｍｍの負極板ベレ
ッ１−（２）を試作した。なお、このアルミニウム合金
の電位は、リチウムよりも約０．３Ｖ責である。したが
フて、ＡＮは負極において還元分解されない。
ｔ％）−Ｍｎ（１ｗｔ％）−Ｇａ（１ｗｔ２：）合金を
カスアトマイス法によって平均粒径が２０ミクロンの粉
末に加工した。そして、このアルミニウム合金粉末を０
．３ｇ採集して、＋８０ｍｅｓｈのニッケル金網に包み
込んで径が１０ｍｍで厚さカ月、 ９ｍｍの負極板ベレ
ッ１−（２）を試作した。なお、このアルミニウム合金
の電位は、リチウムよりも約０．３Ｖ責である。したが
フて、ＡＮは負極において還元分解されない。
葉脈状の無孔部と、孔が３次元的に配列した有孔部とを
有する平均厚さが２３ミクロンのポリエチレン製微孔膜
（三菱化成株式会社エクセボールＥ）を直径１４ｍｍに
打ち抜いて微孔性セパレーター（３）を試作した。また
、ポリプロピレンの不織布を１２ｍｍに打ち抜いて平均
厚さが０．２闘の不織布セパレーター（４）を試作した
。
有する平均厚さが２３ミクロンのポリエチレン製微孔膜
（三菱化成株式会社エクセボールＥ）を直径１４ｍｍに
打ち抜いて微孔性セパレーター（３）を試作した。また
、ポリプロピレンの不織布を１２ｍｍに打ち抜いて平均
厚さが０．２闘の不織布セパレーター（４）を試作した
。
これらの電池構成部品に後述の電解液を真空含浸したの
ち、第１図のように積層して、耐蝕性ステンレス鋼板製
の正極缶（５）、負極缶（６）およびポリプロピレン類
の絶縁力スケット（７）からなる電池ケースに収納して
径が１５．４ｍｍで厚さが５闘のボタン型有機電解液電
池を試作した。
ち、第１図のように積層して、耐蝕性ステンレス鋼板製
の正極缶（５）、負極缶（６）およびポリプロピレン類
の絶縁力スケット（７）からなる電池ケースに収納して
径が１５．４ｍｍで厚さが５闘のボタン型有機電解液電
池を試作した。
電解液として、１．５Ｍ ＬｉＣｌ０．／ＰＣ＋ＥＣ＋
ＡＮ（’１：１：２）を用いた有機電解液電池を本発明
の実施例による電池１とする。
ＡＮ（’１：１：２）を用いた有機電解液電池を本発明
の実施例による電池１とする。
本例では電解質にＬｉＣｌ０．を用いているが、表２に
示したようにいＡｓＦ６を用いた方が、導電率がより高
い。しかし、ヒ素系の電解液は、毒性が強いので実用は
難しいとされている。
示したようにいＡｓＦ６を用いた方が、導電率がより高
い。しかし、ヒ素系の電解液は、毒性が強いので実用は
難しいとされている。
また、電解液に１．５Ｍ ＬｉＣｌ０ａ／ＰＣ＋ＥＣ（
］：１）を用いた電池を比較のための電池Ａとする。そ
して、電解液に１．５Ｍ ＬｉＣｌＯ４／ＰＣ＋ＥＣ＋
ＤＭＥ（１：１：２）を用いた電池を比較のための電池
Ｂとする。さらに、負極板に径が１０ｍｍで厚さが２ｍ
ｍの金属リチウムを用いた以外は、本発明による電池１
と同じ電池を比較のための電池Ｃとする。これらの電池
の放電容量の放電電流依存性を検討した。
］：１）を用いた電池を比較のための電池Ａとする。そ
して、電解液に１．５Ｍ ＬｉＣｌＯ４／ＰＣ＋ＥＣ＋
ＤＭＥ（１：１：２）を用いた電池を比較のための電池
Ｂとする。さらに、負極板に径が１０ｍｍで厚さが２ｍ
ｍの金属リチウムを用いた以外は、本発明による電池１
と同じ電池を比較のための電池Ｃとする。これらの電池
の放電容量の放電電流依存性を検討した。
その結果を第２図に示す。図から明かなように、本発明
による電池１および比較のための電池Ｂおよび電池Ｃは
、電池Ａに比較して高率放電時の容量が多い。すなわち
、ＡＮまたはＤＭＥの添加によって電池の高率放電性能
が改善された。
による電池１および比較のための電池Ｂおよび電池Ｃは
、電池Ａに比較して高率放電時の容量が多い。すなわち
、ＡＮまたはＤＭＥの添加によって電池の高率放電性能
が改善された。
つぎに、上記の電池を０．０．０．１００％の充放電サ
イクル試験にかけた。放電容量のサイクルの進行にとも
なう変化を第３図に示す。図から明らかなように、電池
Ｂおよび電池Ｃは、サイクル寿命が実施例のｆ；（！ｉ
１または比較のための電池Ａに比較して著しく短い。高
電位の正極板を用いてＤＭＥを添加した場合には、ＤＭ
Ｅが酸化分解されることに起因して容量の低下が起こり
、ＡＩＪを添加して金属リチウム負極板を用いた場合に
は、Ａ Ｎ ｂ’ｌ還元分解されることに起因して容量
低下が起きたものと考えられる。
イクル試験にかけた。放電容量のサイクルの進行にとも
なう変化を第３図に示す。図から明らかなように、電池
Ｂおよび電池Ｃは、サイクル寿命が実施例のｆ；（！ｉ
１または比較のための電池Ａに比較して著しく短い。高
電位の正極板を用いてＤＭＥを添加した場合には、ＤＭ
Ｅが酸化分解されることに起因して容量の低下が起こり
、ＡＩＪを添加して金属リチウム負極板を用いた場合に
は、Ａ Ｎ ｂ’ｌ還元分解されることに起因して容量
低下が起きたものと考えられる。
以上の結果から、電１１２が０．２Ｖ ｖｓ−Ｌｉ／Ｌ
ｉ＋よりも貴であるような負極板を用いて、ブロビレン
カーホネートもしくはエチレンカーボネートの単体また
は両者の混合物に、アセトニトリルを混合してなる有機
溶媒を用いたことを特徴とする本発明の有機電解液電池
は、高率放電性能およびサイクル寿命性能か著しく優れ
ていることがわかる。
ｉ＋よりも貴であるような負極板を用いて、ブロビレン
カーホネートもしくはエチレンカーボネートの単体また
は両者の混合物に、アセトニトリルを混合してなる有機
溶媒を用いたことを特徴とする本発明の有機電解液電池
は、高率放電性能およびサイクル寿命性能か著しく優れ
ていることがわかる。
なお、本発明では、負極としてリチウムよりも０．２Ｖ
以上責な電位を有する電極を用いるか、この負極として
は、実施例のようにアルミニウム合金負極を用いても良
いし、たとえは、カーボン負極、鉛負極、二酸化タング
ステン負極などを用いても良い。また、本発明の実施例
では、正極活物質にＬｉＣｏＯ２を用いているが、Ｌ
ｉ ＣｏＯ２と同様に３．５Ｖ ｖｓ。
以上責な電位を有する電極を用いるか、この負極として
は、実施例のようにアルミニウム合金負極を用いても良
いし、たとえは、カーボン負極、鉛負極、二酸化タング
ステン負極などを用いても良い。また、本発明の実施例
では、正極活物質にＬｉＣｏＯ２を用いているが、Ｌ
ｉ ＣｏＯ２と同様に３．５Ｖ ｖｓ。
Ｌｉ／Ｌｉ”以上の高電位を示すＬｉＮｉＯ２，ＬｉＮ
ｉ、、Ｃｏ、０２゜Ｌ ｉ ＦｅＯ２またはカーボン正
極板を用いても良い。もちろん、ＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、
ＴｉＳ２なとの比較的低電位の正極活物質を用いても良
い。しかし、本発明が最も効果的なのは、ＤＭＥを用い
ることができないような高電位の正極活物質を備えた有
機電解液電池の場合である。
ｉ、、Ｃｏ、０２゜Ｌ ｉ ＦｅＯ２またはカーボン正
極板を用いても良い。もちろん、ＭｎＯ２、Ｖ２Ｏ５、
ＴｉＳ２なとの比較的低電位の正極活物質を用いても良
い。しかし、本発明が最も効果的なのは、ＤＭＥを用い
ることができないような高電位の正極活物質を備えた有
機電解液電池の場合である。
発明の効果
本発明は、有機電解液電池の高率放電性能を著しく向上
できるものであり、その工業的価値はきわめて大である
。
できるものであり、その工業的価値はきわめて大である
。
第１図は、本発明の実施例の電池の内部構造の概略図で
ある。第２図は、本発明の電池と従来の電池との高率放
電性能を比較した図である。第３図は、 本発明の電池と従来の電池とのサイクツＬ／寿命性能を
比較した図である。 察 図 兎 方丈 忙 像 ン膚ｔ （側Ａ） 賽 Σ ヅイフル数 （〜）
ある。第２図は、本発明の電池と従来の電池との高率放
電性能を比較した図である。第３図は、 本発明の電池と従来の電池とのサイクツＬ／寿命性能を
比較した図である。 察 図 兎 方丈 忙 像 ン膚ｔ （側Ａ） 賽 Σ ヅイフル数 （〜）
Claims (1)
- 電位が０．２Ｖｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＾＋よりも貴である
ような負極板を備え、プロピレンカーボネートもしくは
エチレンカーボネートの単体または両者の混合物にアセ
トニトリルを混合してなる有機溶媒を電解液として備え
たことを特徴とする有機電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13168590A JP3239267B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13168590A JP3239267B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 有機電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0426075A true JPH0426075A (ja) | 1992-01-29 |
| JP3239267B2 JP3239267B2 (ja) | 2001-12-17 |
Family
ID=15063826
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13168590A Expired - Lifetime JP3239267B2 (ja) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | 有機電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3239267B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311585C (zh) * | 2003-08-20 | 2007-04-18 | 三星Sdi株式会社 | 可充电锂电池的电解液及包含它的可充电锂电池 |
| US7314514B2 (en) * | 2002-03-19 | 2008-01-01 | Cap-Xx Limited | Electrolyte for an energy storage device |
| US8067120B2 (en) | 2006-03-24 | 2011-11-29 | Panasonic Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| US8576541B2 (en) | 2010-10-04 | 2013-11-05 | Corning Incorporated | Electrolyte system |
| JPWO2020250890A1 (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007134484A1 (en) * | 2006-05-18 | 2007-11-29 | Citic Guoan Mengguli New Energy Technology Co., Ltd. | A lithium-ion battery with medium and small capacity and high output |
| US9893378B2 (en) | 2010-10-29 | 2018-02-13 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous secondary battery |
| US10644353B2 (en) | 2011-10-28 | 2020-05-05 | Asahi Kasei Kabushiki Kaisha | Non-aqueous secondary battery |
-
1990
- 1990-05-21 JP JP13168590A patent/JP3239267B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7314514B2 (en) * | 2002-03-19 | 2008-01-01 | Cap-Xx Limited | Electrolyte for an energy storage device |
| EP1488435A4 (en) * | 2002-03-19 | 2008-03-26 | Cap Xx Ltd | ELECTROLYTE FOR AN ENERGY STORAGE |
| CN1311585C (zh) * | 2003-08-20 | 2007-04-18 | 三星Sdi株式会社 | 可充电锂电池的电解液及包含它的可充电锂电池 |
| US8067120B2 (en) | 2006-03-24 | 2011-11-29 | Panasonic Corporation | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| US8576541B2 (en) | 2010-10-04 | 2013-11-05 | Corning Incorporated | Electrolyte system |
| JPWO2020250890A1 (ja) * | 2019-06-13 | 2020-12-17 | ||
| US12237472B2 (en) | 2019-06-13 | 2025-02-25 | Lg Energy Solution, Ltd. | Secondary battery |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3239267B2 (ja) | 2001-12-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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