JPH0719619B2 - 有機電解質二次電池 - Google Patents
有機電解質二次電池Info
- Publication number
- JPH0719619B2 JPH0719619B2 JP61133302A JP13330286A JPH0719619B2 JP H0719619 B2 JPH0719619 B2 JP H0719619B2 JP 61133302 A JP61133302 A JP 61133302A JP 13330286 A JP13330286 A JP 13330286A JP H0719619 B2 JPH0719619 B2 JP H0719619B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- lithium
- organic electrolyte
- battery
- 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 - Fee Related
Links
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 title claims description 13
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 12
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 15
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 9
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- CFJRPNFOLVDFMJ-UHFFFAOYSA-N titanium disulfide Chemical compound S=[Ti]=S CFJRPNFOLVDFMJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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二次
電池の改良に関するものであり、特に有機電解質の溶媒
を改良し、負極の充放電の電流効率を向上させるもので
ある。
電池の改良に関するものであり、特に有機電解質の溶媒
を改良し、負極の充放電の電流効率を向上させるもので
ある。
従来の技術 リチウムなどのアルカリ金属を負極に用いた有機電解質
電池は、従来の鉛蓄電池やニカド蓄電池に比べ、高エネ
ルギー密度になることが期待され、研究が活発に行われ
ている。その代表的な例として、負極にリチウム金属、
正極に二硫化チタン（Tis2）を用い、有機電解質の溶質
として、過塩素酸リチウム（LiClO4）や、ヘキサフロロ
アルシネート（LiAsF6）、溶媒にプロプレンカーボネー
ト（PC）、や２−メチルテトラヒドロフラン（２−Me−
THF）を用いたものがある。
電池は、従来の鉛蓄電池やニカド蓄電池に比べ、高エネ
ルギー密度になることが期待され、研究が活発に行われ
ている。その代表的な例として、負極にリチウム金属、
正極に二硫化チタン（Tis2）を用い、有機電解質の溶質
として、過塩素酸リチウム（LiClO4）や、ヘキサフロロ
アルシネート（LiAsF6）、溶媒にプロプレンカーボネー
ト（PC）、や２−メチルテトラヒドロフラン（２−Me−
THF）を用いたものがある。
発明が解決しようとする問題点 これらの電池では、負極の充放電の電流効率が60〜80％
と低いために未だに実用化されていない。
と低いために未だに実用化されていない。
問題点を解決するための手段 本発明では、従来の有機電解質の溶媒に代えてプロプレ
ンカーボネート−３−オンを使用することを特徴として
いる。
ンカーボネート−３−オンを使用することを特徴として
いる。
作用 従来のPCや２−Me−THFを溶媒として用いた有機電解質
中で負極リチウムを充電すると、活性なリチウムのため
析出したリチウムの一部が溶媒と反応して、リチウムの
塩が生成する。例えばPC中では、次式のように 析出したリチウムが炭酸リチウムになることが報告され
ている。２−Me−THFの場合にも、この溶媒がリチウム
と反応すると考えられる。このため負極の電流効率（充
電に用した電荷量に対する、放電可能な電荷量）は、60
〜80％と低かった。
中で負極リチウムを充電すると、活性なリチウムのため
析出したリチウムの一部が溶媒と反応して、リチウムの
塩が生成する。例えばPC中では、次式のように 析出したリチウムが炭酸リチウムになることが報告され
ている。２−Me−THFの場合にも、この溶媒がリチウム
と反応すると考えられる。このため負極の電流効率（充
電に用した電荷量に対する、放電可能な電荷量）は、60
〜80％と低かった。
本発明者は、PCの場合Ｃ−Ｏの結合がLiとの反応により
切れると考えて、このＣをカルボキシル基とすることに
より、これらの強い電子吸引性のため、Ｃ−Ｏの結合は
切れにくくなり、これにより電流効率は向上すると考え
た。このようにしたプロピレンカーボネート−３−オン
は次式のような構造となる。
切れると考えて、このＣをカルボキシル基とすることに
より、これらの強い電子吸引性のため、Ｃ−Ｏの結合は
切れにくくなり、これにより電流効率は向上すると考え
た。このようにしたプロピレンカーボネート−３−オン
は次式のような構造となる。
実施例 以下本発明の実施例を説明する。
実施例１ ビーカー形セル中で負極リチウムの電流効率を検討し
た。大きさ2cm×2cmのニッケル板を負極の集電体とし、
これにリードとしてニッケルリボンを付けた。対極には
白金を用い、照合電極には、リチウムを用いた。このセ
ル中に各種有機電解質を入れ、4mAで２時間充電したの
ち、4mAで負極の電位が照合電極に対して1.0Vになるま
で放電した。この充電放電をくり返した。電流効率は、
充電した電荷量に対する放電できた電荷量で計算した。
例えば放電が1.5時間であるならば、（1.5hr×4mA）／
（2hr×4mA）×100＝75％となる。この充放電を50サイ
クルくり返して、平均の電流効率を求めた。この値が大
きい程、析出したリチウムは溶媒と反応していないこと
になる。溶質は全て濃度１モル／のLiclO4を用いた。
結果を表に示す。これよりプロピレンカーボネート−３
−オンを用いると、充放電の電流効率は増大することが
わかる。
た。大きさ2cm×2cmのニッケル板を負極の集電体とし、
これにリードとしてニッケルリボンを付けた。対極には
白金を用い、照合電極には、リチウムを用いた。このセ
ル中に各種有機電解質を入れ、4mAで２時間充電したの
ち、4mAで負極の電位が照合電極に対して1.0Vになるま
で放電した。この充電放電をくり返した。電流効率は、
充電した電荷量に対する放電できた電荷量で計算した。
例えば放電が1.5時間であるならば、（1.5hr×4mA）／
（2hr×4mA）×100＝75％となる。この充放電を50サイ
クルくり返して、平均の電流効率を求めた。この値が大
きい程、析出したリチウムは溶媒と反応していないこと
になる。溶質は全て濃度１モル／のLiclO4を用いた。
結果を表に示す。これよりプロピレンカーボネート−３
−オンを用いると、充放電の電流効率は増大することが
わかる。
実施例２ 負極に直径17.5mm、厚さ0.5mmの円板状リチウムを用い
た。この時の理論充填容量は、247mAhである。正極には
TiS2100重量部に導電剤としてのアセチレンブラック10
重量部、結着剤としてのポリ４フッ化エチレン樹脂10重
量部を加えた合剤0.4gを直径17.5mmの円板状に圧縮成形
したものを用いた。この時の理論充填容量は80mAhであ
った。これらの正極、負極により扁平形電池を試作し
た。この電池の構造を第１図に示す。
た。この時の理論充填容量は、247mAhである。正極には
TiS2100重量部に導電剤としてのアセチレンブラック10
重量部、結着剤としてのポリ４フッ化エチレン樹脂10重
量部を加えた合剤0.4gを直径17.5mmの円板状に圧縮成形
したものを用いた。この時の理論充填容量は80mAhであ
った。これらの正極、負極により扁平形電池を試作し
た。この電池の構造を第１図に示す。
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。
この電池を2mAの定電流で充放電をくり返した。放電
は、電池電圧が1.2Vになる時点で、充電は2.8Vになる時
点でそれぞれ止めた。有機電解質の溶質には１モル／
のLiAsF6を用いた。各電池の有機電解質量は全て200μ
とした。有機電解質の溶媒にプロピレンカーボネート
−３−オンを用いた電池をＡとし、従来のPC,2−Me−TH
Fを用いた電池を各々B,Cとする。第２図にはこれら電池
の各サイクルにおける放電電気量をプロットした。これ
より本発明のプロピレンカーボネート−３−オンを用い
ることにより、電池のサイクル特性が向上することがわ
かる。これは、実施例１に示したように負極の充放電の
電流効率が向上したためである。
は、電池電圧が1.2Vになる時点で、充電は2.8Vになる時
点でそれぞれ止めた。有機電解質の溶質には１モル／
のLiAsF6を用いた。各電池の有機電解質量は全て200μ
とした。有機電解質の溶媒にプロピレンカーボネート
−３−オンを用いた電池をＡとし、従来のPC,2−Me−TH
Fを用いた電池を各々B,Cとする。第２図にはこれら電池
の各サイクルにおける放電電気量をプロットした。これ
より本発明のプロピレンカーボネート−３−オンを用い
ることにより、電池のサイクル特性が向上することがわ
かる。これは、実施例１に示したように負極の充放電の
電流効率が向上したためである。
以上は、リチウムを負極として用いた実施例について述
べたが、負極にリチウム−アルミニウム合金や、負極に
鉛、スズ、ビスマス、カドミウムなどの合金を用いて、
充電により負極中にリチウムを吸蔵させ、放電で吸蔵し
たリチウムを放出させる電極に対しても、本発明の溶媒
は、大きな効果を有した。
べたが、負極にリチウム−アルミニウム合金や、負極に
鉛、スズ、ビスマス、カドミウムなどの合金を用いて、
充電により負極中にリチウムを吸蔵させ、放電で吸蔵し
たリチウムを放出させる電極に対しても、本発明の溶媒
は、大きな効果を有した。
また正極については、TiS2の場合のみを示したが、本発
明の溶媒が負極に対して大きな効果を有するのであり、
他の活物質を正極に用いても、電池の負極の充放電効率
は向上し、それに伴い電池のサイクル特性は向上する。
明の溶媒が負極に対して大きな効果を有するのであり、
他の活物質を正極に用いても、電池の負極の充放電効率
は向上し、それに伴い電池のサイクル特性は向上する。
発明の効果 以上のように、本発明により、負極の充放電の電流効率
が向上し、電池のサイクル特性が向上する。
が向上し、電池のサイクル特性が向上する。
第１図は実施例に用いた電池の縦断面図、第２図は各種
溶媒を用いた電池のサイクル特性を示す図である。 ３……負極、４……セパレータ、５……正極。
溶媒を用いた電池のサイクル特性を示す図である。 ３……負極、４……セパレータ、５……正極。
Claims (1)
- 【請求項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、プロピレンカーボネート−３−オンを
用いたことを特徴とする有機電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61133302A JPH0719619B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 有機電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61133302A JPH0719619B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 有機電解質二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62290069A JPS62290069A (ja) | 1987-12-16 |
| JPH0719619B2 true JPH0719619B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=15101485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61133302A Expired - Fee Related JPH0719619B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 有機電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719619B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6229453B2 (ja) * | 2013-11-22 | 2017-11-15 | 宇部興産株式会社 | 非水電解液およびそれを用いた蓄電デバイス |
| EP3113274B1 (en) * | 2014-02-25 | 2020-09-30 | Mitsubishi Chemical Corporation | Non-aqueous electrolytic solution and non-aqueous electrolyte secondary battery using same |
| US10361464B2 (en) | 2014-06-16 | 2019-07-23 | Nec Corporation | Electrolytic solution and secondary battery |
-
1986
- 1986-06-09 JP JP61133302A patent/JPH0719619B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62290069A (ja) | 1987-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3187929B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPS62290072A (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JPS62290071A (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JPH10188977A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH0719619B2 (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JP3403858B2 (ja) | 有機電解質電池 | |
| US6465131B1 (en) | Lithium secondary cell with a stannous electrode material | |
| JPH04188571A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH0770329B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2526093B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH0770326B2 (ja) | 有機電解質電池 | |
| JPH0760703B2 (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JPS62274555A (ja) | 非水溶媒二次電池 | |
| JPH0353743B2 (ja) | ||
| JPH0359963A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH0760702B2 (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JPH0719620B2 (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JPH04363862A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPS62150657A (ja) | 二次電池 | |
| JPS62290073A (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JP4164607B2 (ja) | リチウム系二次電池用電極及びリチウム系二次電池 | |
| JP3168615B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JPH01313861A (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JPH0821381B2 (ja) | 電気化学セル | |
| JPH06176793A (ja) | 非水電解液二次電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |