JPH0760702B2 - 有機電解質二次電池 - Google Patents
有機電解質二次電池Info
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- JPH0760702B2 JPH0760702B2 JP61174209A JP17420986A JPH0760702B2 JP H0760702 B2 JPH0760702 B2 JP H0760702B2 JP 61174209 A JP61174209 A JP 61174209A JP 17420986 A JP17420986 A JP 17420986A JP H0760702 B2 JPH0760702 B2 JP H0760702B2
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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
- 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
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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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。そして代表的な例として、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）、溶媒にプロピレンカーボ
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。そして代表的な例として、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）、溶媒にプロピレンカーボ
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、３また
は４の少くとも一方の位置の水素をアセチル基で置換し
たプロピレンカーボネートを使用することを特徴として
いる。
は４の少くとも一方の位置の水素をアセチル基で置換し
たプロピレンカーボネートを使用することを特徴として
いる。
作用 PCの３または４の位置にアセチル基を導入することによ
り、Ｃ−Ｏの結合が切れ難くなり電流効率が向上する。
り、Ｃ−Ｏの結合が切れ難くなり電流効率が向上する。
実施例 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
ムの塩が生成した。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
ムの塩が生成した。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３または４のＣの位置にアセチル
基を置換することにより、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。例えば、３の位置をアセチル基
で置換した３−アセチルプロピレンカーボネートは
（１）式のような構造となる。
切れると考えて、この３または４のＣの位置にアセチル
基を置換することにより、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。例えば、３の位置をアセチル基
で置換した３−アセチルプロピレンカーボネートは
（１）式のような構造となる。
同様に４−アセチルプロピレンカーボネートの構造を
（２）式に示す。
（２）式に示す。
〔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。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
用いた。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、4
mA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、1.5hr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。この値が大である
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１モル/lのLiClO4を用いた。結果を表に
示す。
た。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
用いた。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、4
mA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、1.5hr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。この値が大である
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１モル/lのLiClO4を用いた。結果を表に
示す。
これより、３および４の位置の水素をアセチル基で置換
することにより、充放電の電流効率は増大することがわ
かる。
することにより、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、TiS2
100重量部に導電剤としてのアセチレンブラック10重量
部、結着剤としてポリ４フッ化エチレン樹脂10重量部よ
りなる合剤0.4gを直径17.5mmに圧縮成型したものを用い
た。この時の理論充填容量は80mAhであった。これらの
正極，負極よりコイン型電池を試作した。この電池の断
面を第２図に示す。図において、１は正極、２は負極、
３はセパレータである。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になる時点で止めた。有機電解質の溶
質には１モル/lのLiAsF6を用いた。各電池の有機電解質
量は全て200μｌとした。有機電解質の溶媒に本発明の
３−アセチルプロビレンカーボネート、４−アセチルプ
ロピレンカーボネートを用いた電池を各々A,Bとし、従
来のPC,2−Me−THFを用いた電池を各々C,Dとする。第１
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３または４の位置の水素
を、アセチル基で置換したプロピレンカーボネートを用
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。
の時の理論充填容量は、247mAhである。正極には、TiS2
100重量部に導電剤としてのアセチレンブラック10重量
部、結着剤としてポリ４フッ化エチレン樹脂10重量部よ
りなる合剤0.4gを直径17.5mmに圧縮成型したものを用い
た。この時の理論充填容量は80mAhであった。これらの
正極，負極よりコイン型電池を試作した。この電池の断
面を第２図に示す。図において、１は正極、２は負極、
３はセパレータである。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になる時点で止めた。有機電解質の溶
質には１モル/lのLiAsF6を用いた。各電池の有機電解質
量は全て200μｌとした。有機電解質の溶媒に本発明の
３−アセチルプロビレンカーボネート、４−アセチルプ
ロピレンカーボネートを用いた電池を各々A,Bとし、従
来のPC,2−Me−THFを用いた電池を各々C,Dとする。第１
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３または４の位置の水素
を、アセチル基で置換したプロピレンカーボネートを用
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，スス，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，スス，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ものであ
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ものであ
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 以上示したように、本発明の溶媒を有機電解質に用いる
ことにより、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した。
ことにより、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した。
第１図は本発明の一実施例の有機電解質二次電池のサイ
クル特性図、第２図はコイン型電池の断面図である。 A,B……本発明の実施例、C,D……従来例。
クル特性図、第２図はコイン型電池の断面図である。 A,B……本発明の実施例、C,D……従来例。
Claims (1)
- 【請求項１】負極と正極と有機電解質とからなり、該有
機電解質の溶媒に、３または４の位置の水素をアセチル
基で置換したプロピレンカーボネートを用いることを特
徴とする有機電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61174209A JPH0760702B2 (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 有機電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61174209A JPH0760702B2 (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 有機電解質二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6332870A JPS6332870A (ja) | 1988-02-12 |
| JPH0760702B2 true JPH0760702B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=15974631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61174209A Expired - Lifetime JPH0760702B2 (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 有機電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760702B2 (ja) |
-
1986
- 1986-07-24 JP JP61174209A patent/JPH0760702B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6332870A (ja) | 1988-02-12 |
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