JPH07312227A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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Classifications
-
- 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
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池寿命の向上したリチウム二次電池を得
る。 【構成】 有機電解液を構成する非水溶媒として、Ｃ−
Ｈ結合の少なくとも一部を予めＣ−Ｆ結合に変換した非
水溶媒を用いてなるリチウム二次電池。
る。 【構成】 有機電解液を構成する非水溶媒として、Ｃ−
Ｈ結合の少なくとも一部を予めＣ−Ｆ結合に変換した非
水溶媒を用いてなるリチウム二次電池。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム二次電池に関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】近年の急速な電子技術の進展にともな
い、電子機器の小型・軽量化は顕著であり、これらの電
源となる電池への期待も大きい。すなわち、小型・軽量
化という高エネルギー密度化と、より優れた貯蔵性とを
備えた電池への期待は大きい。これらの期待に応える最
も有望な電池系の一つとして、リチウムを負極とするリ
チウム電池の開発が活発に行なわれており、リチウム二
次電池は、その優秀な特性が認められ、ＶＴＲカメラ、
携帯電話・パソコン等のポータブル電源として急速に市
場に浸透している。
い、電子機器の小型・軽量化は顕著であり、これらの電
源となる電池への期待も大きい。すなわち、小型・軽量
化という高エネルギー密度化と、より優れた貯蔵性とを
備えた電池への期待は大きい。これらの期待に応える最
も有望な電池系の一つとして、リチウムを負極とするリ
チウム電池の開発が活発に行なわれており、リチウム二
次電池は、その優秀な特性が認められ、ＶＴＲカメラ、
携帯電話・パソコン等のポータブル電源として急速に市
場に浸透している。
【０００３】しかしながら、リチウムとして金属リチウ
ムを用いる場合、その優れた特性にもかかわらず、充分
な充放電サイクル寿命が得られないという難点を有して
いる。そこで、各種の炭素材料にリチウムイオンをイン
ターカレーションさせた、炭素−リチウム層間化合物を
負極とすることが提案され、それに適した種々の炭素材
や電解液を構成する非水溶媒についても種々検討されて
いる。
ムを用いる場合、その優れた特性にもかかわらず、充分
な充放電サイクル寿命が得られないという難点を有して
いる。そこで、各種の炭素材料にリチウムイオンをイン
ターカレーションさせた、炭素−リチウム層間化合物を
負極とすることが提案され、それに適した種々の炭素材
や電解液を構成する非水溶媒についても種々検討されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この非水溶媒として
は、プロピレンカーボネート等が代表的であるが、電気
自動車や家庭夜間電力貯蔵などのいわゆる分散型電力貯
蔵システムに利用する大型の電池に適用しうるようにす
るためには、一層の電池性能の向上が要望されている。
は、プロピレンカーボネート等が代表的であるが、電気
自動車や家庭夜間電力貯蔵などのいわゆる分散型電力貯
蔵システムに利用する大型の電池に適用しうるようにす
るためには、一層の電池性能の向上が要望されている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、電
池寿命のさらなる延長を可能にするリチウム二次電池の
非水溶媒を得るべく種々検討を行ない、本発明に到達し
た。すなわち、本発明の要旨は、有機電解液を構成する
非水溶媒として、Ｃ−Ｈ結合の少なくとも一部を予めＣ
−Ｆ結合に変換した非水溶媒を用いてなるリチウム二次
電池にある。
池寿命のさらなる延長を可能にするリチウム二次電池の
非水溶媒を得るべく種々検討を行ない、本発明に到達し
た。すなわち、本発明の要旨は、有機電解液を構成する
非水溶媒として、Ｃ−Ｈ結合の少なくとも一部を予めＣ
−Ｆ結合に変換した非水溶媒を用いてなるリチウム二次
電池にある。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいては、有機電解液を構成する非水溶媒として、その
Ｃ−Ｈ結合の少なくとも一部を予めＣ−Ｆ結合としたも
のを用いる。Ｃ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合とするためには、
フッ素化剤、たとえばＦ2 及び／又はＨＦを用いるのが
一般的である。
おいては、有機電解液を構成する非水溶媒として、その
Ｃ−Ｈ結合の少なくとも一部を予めＣ−Ｆ結合としたも
のを用いる。Ｃ−Ｈ結合をＣ−Ｆ結合とするためには、
フッ素化剤、たとえばＦ2 及び／又はＨＦを用いるのが
一般的である。
【０００７】Ｃ−Ｈ結合を有する非水溶媒としては、特
に制限されないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、
γ−ブチロラクトン（ＢＬ）、ジメチルスルフォキシド
（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメト
キシエタン（ＤＭＥ）、メチルフォルメイト（ＭＦ）、
ジメチルアセトアミド、等が一般的である。フッ素化処
理に際しては、電解フッ素化、液相フッ素化法等の常法
を採用することができる。
に制限されないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、
γ−ブチロラクトン（ＢＬ）、ジメチルスルフォキシド
（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメト
キシエタン（ＤＭＥ）、メチルフォルメイト（ＭＦ）、
ジメチルアセトアミド、等が一般的である。フッ素化処
理に際しては、電解フッ素化、液相フッ素化法等の常法
を採用することができる。
【０００８】たとえば、ＨＦによる電解フッ素化法に際
しては、陽極にニッケル、陰極にニッケルまたは鉄を用
いる。電解は、通常、陽極電流密度０．１〜３Ａ／ｄｍ
2 、槽電圧４〜８Ｖ、浴温４〜１８℃、濃度２〜１５ｗ
ｔ％程度で行うのが一般的であり、適宜、アルカリ金属
フッ化物のような電導度増加剤を添加し、電解効率を向
上させることもできる。
しては、陽極にニッケル、陰極にニッケルまたは鉄を用
いる。電解は、通常、陽極電流密度０．１〜３Ａ／ｄｍ
2 、槽電圧４〜８Ｖ、浴温４〜１８℃、濃度２〜１５ｗ
ｔ％程度で行うのが一般的であり、適宜、アルカリ金属
フッ化物のような電導度増加剤を添加し、電解効率を向
上させることもできる。
【０００９】さらに、Ｆ2 による液相フッ素化に際して
は、上記の非水溶媒を、そのままもしくは適当な溶媒等
に溶解または懸濁させ、不活性ガスで希釈したＦ2 で反
応させるのが一般的である。反応温度は、非水溶媒の種
類によって異なるが９０℃以下、好ましくは−５０〜５
０℃程度が一般的である。本発明において、正極および
負極としては、従来、非水系二次電池用に用いられてい
るものでよく、特に限定されない。
は、上記の非水溶媒を、そのままもしくは適当な溶媒等
に溶解または懸濁させ、不活性ガスで希釈したＦ2 で反
応させるのが一般的である。反応温度は、非水溶媒の種
類によって異なるが９０℃以下、好ましくは−５０〜５
０℃程度が一般的である。本発明において、正極および
負極としては、従来、非水系二次電池用に用いられてい
るものでよく、特に限定されない。
【００１０】具体的には、正極としては、ＬｉＣｏ
Ｏ2 ，ＭｎＯ2 ，ＴｉＳ2 ，ＦｅＳ2 ，Ｎｂ3 Ｓ4 ，Ｍ
ｏ3 Ｓ4 ，Ｍｏ3 Ｓｅ4 ，ＣｏＳ2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｐ2 Ｏ
5 ，Ｃｒ 3 Ｏ8 ，Ｖ3 Ｏ8 ，ＴｅＯ2 ，ＧｅＯ2 等が挙
げられる。また、負極としては、炭素、黒鉛、導電性ポ
リマー等が挙げられる。セパレータは、電池の内部抵抗
を小さくするために多孔体が好適であり、ポリプロピレ
ン等の不織布、ガラスフィルターなどの耐有機溶媒性材
料のものが用いられる。
Ｏ2 ，ＭｎＯ2 ，ＴｉＳ2 ，ＦｅＳ2 ，Ｎｂ3 Ｓ4 ，Ｍ
ｏ3 Ｓ4 ，Ｍｏ3 Ｓｅ4 ，ＣｏＳ2 ，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｐ2 Ｏ
5 ，Ｃｒ 3 Ｏ8 ，Ｖ3 Ｏ8 ，ＴｅＯ2 ，ＧｅＯ2 等が挙
げられる。また、負極としては、炭素、黒鉛、導電性ポ
リマー等が挙げられる。セパレータは、電池の内部抵抗
を小さくするために多孔体が好適であり、ポリプロピレ
ン等の不織布、ガラスフィルターなどの耐有機溶媒性材
料のものが用いられる。
【００１１】負極、正極、電解液及びセパレータは、た
とえばステンレススチールまたはこれにニッケルメッキ
した電池ケースに組み込む等の一般的な方法により二次
電池を構成しうる。電池構造としては、帯状の正極、負
極をセパレータを介してうず巻き状にしたスパイラル構
造、またはボタン型ケースにペレット状の正極、円盤状
の負極をセパレータを介して挿入する方法などが採用さ
れるが、大型電池に適用する場合には、いわゆる“角型
電池”を積層する構成が採用される。
とえばステンレススチールまたはこれにニッケルメッキ
した電池ケースに組み込む等の一般的な方法により二次
電池を構成しうる。電池構造としては、帯状の正極、負
極をセパレータを介してうず巻き状にしたスパイラル構
造、またはボタン型ケースにペレット状の正極、円盤状
の負極をセパレータを介して挿入する方法などが採用さ
れるが、大型電池に適用する場合には、いわゆる“角型
電池”を積層する構成が採用される。
【００１２】
【実施例】以下、本発明を実施例により、更に詳細に説
明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記実
施例によって限定されるものではない。 実施例１ リチウム二次電池の非水系電解質溶液として用いられる
プロピレンカーボネート（ＰＣ、三菱油化製）１０２ｇ
をフッ素化処理用反応容器（１ｌフラスコ）に入れ、系
内のＯ2 およびＨ2 Ｏを除去するため、Ｎ2 フロー（１
ｌ／ｍｉｎ）を１０分行った。反応容器を０℃に冷却し
た状態でＮ2 希釈した１０％のＦ2 ガスをバブリングさ
せ、１５０ｃｃ／ｍｉｎで７５時間反応させた。
明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、下記実
施例によって限定されるものではない。 実施例１ リチウム二次電池の非水系電解質溶液として用いられる
プロピレンカーボネート（ＰＣ、三菱油化製）１０２ｇ
をフッ素化処理用反応容器（１ｌフラスコ）に入れ、系
内のＯ2 およびＨ2 Ｏを除去するため、Ｎ2 フロー（１
ｌ／ｍｉｎ）を１０分行った。反応容器を０℃に冷却し
た状態でＮ2 希釈した１０％のＦ2 ガスをバブリングさ
せ、１５０ｃｃ／ｍｉｎで７５時間反応させた。
【００１３】得られたフッ素化プロピレンカーボネート
に１モル／ｌの濃度にＬｉＰＦ6 を溶解させて電解質溶
液とし、正極材として電解二酸化マンガン、負極材とし
てカーボン材を用いて常法により、リチウム二次電池を
作製した。ついで、前記リチウム二次電池の放電特性を
測定した。測定は通常、５０ｍＡ／ｇ（負極カーボン基
準）の定電流充放電下で行い、放電容量は電池電圧が
２．０Ｖに低下するまでの容量とした。
に１モル／ｌの濃度にＬｉＰＦ6 を溶解させて電解質溶
液とし、正極材として電解二酸化マンガン、負極材とし
てカーボン材を用いて常法により、リチウム二次電池を
作製した。ついで、前記リチウム二次電池の放電特性を
測定した。測定は通常、５０ｍＡ／ｇ（負極カーボン基
準）の定電流充放電下で行い、放電容量は電池電圧が
２．０Ｖに低下するまでの容量とした。
【００１４】対照として、フッ素化処理を施さないプロ
ピレンカーボネートを用いた従来のリチウム二次電池に
おいても、同一条件下で測定を行った。結果を表１に示
す。表１から明らかなように、従来のフッ素化処理を行
なわないプロピレンカーボネートを用いたリチウム二次
電池と比較して、フッ素化処理を行ったプロピレンカー
ボネートを使用する本発明のリチウム二次電池において
は、電解液の溶質として用いたＬｉＰＦ6 から生じるＦ
ラジカルの発生による電解液自体の劣化が抑制され、高
寿命なリチウム二次電池が得られる。
ピレンカーボネートを用いた従来のリチウム二次電池に
おいても、同一条件下で測定を行った。結果を表１に示
す。表１から明らかなように、従来のフッ素化処理を行
なわないプロピレンカーボネートを用いたリチウム二次
電池と比較して、フッ素化処理を行ったプロピレンカー
ボネートを使用する本発明のリチウム二次電池において
は、電解液の溶質として用いたＬｉＰＦ6 から生じるＦ
ラジカルの発生による電解液自体の劣化が抑制され、高
寿命なリチウム二次電池が得られる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、電池寿命の向上したリ
チウム二次電池を得ることができる。
チウム二次電池を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】 有機電解液を構成する非水溶媒として、
Ｃ−Ｈ結合の少なくとも一部を予めＣ−Ｆ結合に変換し
た非水溶媒を用いてなるリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6102842A JPH07312227A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6102842A JPH07312227A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07312227A true JPH07312227A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14338230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6102842A Pending JPH07312227A (ja) | 1994-05-17 | 1994-05-17 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07312227A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5750730A (en) * | 1996-01-10 | 1998-05-12 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Fluorine-containing dioxolane compound, electrolytic solution composition, battery and capacitor |
| JP2000309583A (ja) * | 1999-04-28 | 2000-11-07 | Kanto Denka Kogyo Co Ltd | ４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンの製造方法 |
| US7745648B2 (en) | 2003-02-26 | 2010-06-29 | Solvay Fluor Gmbh | Process for preparing 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one |
| JP4772963B2 (ja) * | 1998-12-19 | 2011-09-14 | ゾルファイ フルーオル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | リチウム電池用電解質系、その使用、およびリチウム電池の安全性を高める方法 |
| US8916291B2 (en) | 2005-02-18 | 2014-12-23 | Sony Corporation | Electrolytic solution and battery |
| WO2024024292A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | リチウム二次電池及びその製造方法 |
-
1994
- 1994-05-17 JP JP6102842A patent/JPH07312227A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5750730A (en) * | 1996-01-10 | 1998-05-12 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Fluorine-containing dioxolane compound, electrolytic solution composition, battery and capacitor |
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| WO2024024292A1 (ja) * | 2022-07-25 | 2024-02-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | リチウム二次電池及びその製造方法 |
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