JPS58214280A - リチウム二次電池用非水電解液 - Google Patents
リチウム二次電池用非水電解液Info
- Publication number
- JPS58214280A JPS58214280A JP57096920A JP9692082A JPS58214280A JP S58214280 A JPS58214280 A JP S58214280A JP 57096920 A JP57096920 A JP 57096920A JP 9692082 A JP9692082 A JP 9692082A JP S58214280 A JPS58214280 A JP S58214280A
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- Japan
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- propylene carbonate
- methyltetrahydrofuran
- solvent
- charge
- solute
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
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】
本発明は、リチウム二次電池に用いる蝋＠液に関するも
のである。
のである。
リチウムを負極活′：！ｌｌＪ質として用いる電池（低
、小型・高エネルギ密度を有する電池として研究されて
いるが、その二次化が大きな問題点となっている。
、小型・高エネルギ密度を有する電池として研究されて
いるが、その二次化が大きな問題点となっている。
二次化が可能な正極活物質として、Ｖ２Ｏ３、Ｖｅ Ｏ
ｓ ｓ 等の金属酸化物、Ｔ ｉ Ｓｔ 、ＶＳ２等
の層状化合物が、Ｌｉ との間でトポケミカルな反応を
する化合物として知られており、現在までチタン、ジル
コニウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、バナジ
ウムの硫化物、セレン化物、テルル化物を用いた電池（
米国特許第４，０８９，０５２号明細書参照）等が開示
されている。
ｓ ｓ 等の金属酸化物、Ｔ ｉ Ｓｔ 、ＶＳ２等
の層状化合物が、Ｌｉ との間でトポケミカルな反応を
する化合物として知られており、現在までチタン、ジル
コニウム、ハフニウム、ニオビウム、タンタル、バナジ
ウムの硫化物、セレン化物、テルル化物を用いた電池（
米国特許第４，０８９，０５２号明細書参照）等が開示
されている。
しかしながら、このような二次電池用正電活物質の研究
に比して、Ｌｉ極の充放＊特性に関する研究は充分とは
いえず、Ｌｉ 二次電池実現のためには、充放電効率及
びサイクル埒命等の充放電特性の良好な電解液の探査が
重大な間頓となっている。Ｌｉ 極の充放電効率を向上
させる試みとしてはＬ ｉ ＣｔＯａ ／プロピレンカ
ーボネイトにニトロソ、 タン、ＳＯ７等の冷加剤を加
える試み（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｉｍｉｃａ、 Ａｃｔ
ａ、 ｖｏｌ、 ２２． 第７５頁〜８３頁（１９
７７））等が行なわれているが必ずしも充分とはいえず
、さらに特性の優れたリチウム二次電池用電解液が求め
られている。
に比して、Ｌｉ極の充放＊特性に関する研究は充分とは
いえず、Ｌｉ 二次電池実現のためには、充放電効率及
びサイクル埒命等の充放電特性の良好な電解液の探査が
重大な間頓となっている。Ｌｉ 極の充放電効率を向上
させる試みとしてはＬ ｉ ＣｔＯａ ／プロピレンカ
ーボネイトにニトロソ、 タン、ＳＯ７等の冷加剤を加
える試み（Ｅｌｅｃｔｒｏ−ｃｈｉｍｉｃａ、 Ａｃｔ
ａ、 ｖｏｌ、 ２２． 第７５頁〜８３頁（１９
７７））等が行なわれているが必ずしも充分とはいえず
、さらに特性の優れたリチウム二次電池用電解液が求め
られている。
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり
、その目的はＬｉ 極の充放電特性の優れたリチウム二
次電池用非水電解１’＆提供することにある。
、その目的はＬｉ 極の充放電特性の優れたリチウム二
次電池用非水電解１’＆提供することにある。
したがって、本発明によるリチウム二次電池用非水電解
液はリチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液にお
いて、前記非水゛電解液の有機溶媒としてプロピレンカ
ーボネイト（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｃａｒｂｏｎａｔｅ）
と２−メチルテトラハイドロフラン（２−ｍｅｔｈ７ｔ
ｔｅｔｒａｈ７ｄｒｏ ｆｕｒａｎ）の混合溶媒を用い
たことを特徴とするものである。
液はリチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液にお
いて、前記非水゛電解液の有機溶媒としてプロピレンカ
ーボネイト（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅｃａｒｂｏｎａｔｅ）
と２−メチルテトラハイドロフラン（２−ｍｅｔｈ７ｔ
ｔｅｔｒａｈ７ｄｒｏ ｆｕｒａｎ）の混合溶媒を用い
たことを特徴とするものである。
本発明によれば、有機溶媒としてプロピレンカーボネイ
トと２−メチルテトラノ・イドロフランとの混合溶媒を
用いることにより、Ｌｉ ４の充放電特性の優秀なリチ
ウム二次゛電池用非水電解液を提供することができる。
トと２−メチルテトラノ・イドロフランとの混合溶媒を
用いることにより、Ｌｉ ４の充放電特性の優秀なリチ
ウム二次゛電池用非水電解液を提供することができる。
本発明を更に詳しく説明する。
リチウム二次電池は、リチウムを負事活物質とし、Ｌｉ
中 イオンに対し、電気化学的に活性で、かつＬｉ中
イオンと可逆的な電気化学反応を行なう物質を正極活物
質とし、リチウム塩を肩陵溶媒に溶解させた非水電解液
を用いたものであるが、このリチウム二次電池用の有核
溶媒として、本発明においては、２−メチルテトラハイ
ドロフランとプロピレンカーボネイトの混合溶媒を用い
る。
中 イオンに対し、電気化学的に活性で、かつＬｉ中
イオンと可逆的な電気化学反応を行なう物質を正極活物
質とし、リチウム塩を肩陵溶媒に溶解させた非水電解液
を用いたものであるが、このリチウム二次電池用の有核
溶媒として、本発明においては、２−メチルテトラハイ
ドロフランとプロピレンカーボネイトの混合溶媒を用い
る。
Ｌｉ 極の充放電効率を向上させるためには、溶媒系中
のＬｉ 塩が解離し易く、かつＬｉ中 イオンの移動性
が大きい事が必要であと考えられるが、そのためには、
プロピレンカーボネイトの様な誘電率が高り、Ｌｉ 塩
を解離させ易い尋媒と、２−メチルテトラハイドロフラ
ンの様な粘度カ低く、Ｌｉ中 イオンの移動性を増大さ
せる溶媒を最適な比率で混合する番が効果的である。
のＬｉ 塩が解離し易く、かつＬｉ中 イオンの移動性
が大きい事が必要であと考えられるが、そのためには、
プロピレンカーボネイトの様な誘電率が高り、Ｌｉ 塩
を解離させ易い尋媒と、２−メチルテトラハイドロフラ
ンの様な粘度カ低く、Ｌｉ中 イオンの移動性を増大さ
せる溶媒を最適な比率で混合する番が効果的である。
本発明によるリチウム電池用非水電解液によれば、非水
電解液の有機溶媒としてプロピレンカーボネイト及び２
−メチルテトラハイドロフランの混合物を用いるので、
形成されるリチウム電池のプロピレンカーボネイト及び
２−メチルテトラハイドロフランであるが、これに溶解
でれるｇ實ｉｄ従来この種の電池に用いられる溶質を自
由に用いることができる。たとえば、ＬｉＣＩＯ４、Ｌ
ｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦａ 、ＬｉＰＦａ 、ＬｉＡｔＣ
４等の無機塩及びＣＦ３ ＳＯ３Ｌ ｉ、 ＣＦｓ Ｃ
００Ｌ ｉ等の有機塩を用いることができる。
電解液の有機溶媒としてプロピレンカーボネイト及び２
−メチルテトラハイドロフランの混合物を用いるので、
形成されるリチウム電池のプロピレンカーボネイト及び
２−メチルテトラハイドロフランであるが、これに溶解
でれるｇ實ｉｄ従来この種の電池に用いられる溶質を自
由に用いることができる。たとえば、ＬｉＣＩＯ４、Ｌ
ｉＢＦ４、ＬｉＡｓＦａ 、ＬｉＰＦａ 、ＬｉＡｔＣ
４等の無機塩及びＣＦ３ ＳＯ３Ｌ ｉ、 ＣＦｓ Ｃ
００Ｌ ｉ等の有機塩を用いることができる。
これらの溶質は前記有機溶媒に、それぞ虹好ましくは０
．５〜２．５Ｎ溶解される。プロピレンカーボネイトに
溶解する溶質が０．５ Ｎ未満であると、充放電特性が
著しく低下し、２．５Ｎを超えると、溶質は溶解しない
からである。また２−メチルテトラハイドロフランに溶
解する溶質の濃度が０．５Ｎ未満であると、充放電特性
が悪化し、２．５Ｎを超えると粘度が上昇し、やはり充
放電荷性か低下する。最も好ましくは、それぞれ２Ｎ前
埃でりる。
．５〜２．５Ｎ溶解される。プロピレンカーボネイトに
溶解する溶質が０．５ Ｎ未満であると、充放電特性が
著しく低下し、２．５Ｎを超えると、溶質は溶解しない
からである。また２−メチルテトラハイドロフランに溶
解する溶質の濃度が０．５Ｎ未満であると、充放電特性
が悪化し、２．５Ｎを超えると粘度が上昇し、やはり充
放電荷性か低下する。最も好ましくは、それぞれ２Ｎ前
埃でりる。
ブロビレンカーボナイト及び２−メチルテトラ 。
ハイドロフランの混合比は、前記溶質を０．５〜２．５
Ｎ溶解したプロピレンカーボネイト及び前記溶質を０．
５〜２．５Ｎｉｌ’！した２−メチルテトラハイドロフ
ランの体積比で好ましくは２：８〜７：３、最も好まし
くは５：５前後である。前記溶質を溶解したプロピレン
カーボネイトの混合比が２二８より少ないと、両者を混
合した意味が薄くなり、２−メチルテトラハイドロフラ
ン単独系の充放電特性に近づくことになり、まだ７：３
より多いと、反対にプロピレンカーボネイト単独系の充
放電特性に近づき、いずれにしても充放電特性が悪化す
るからである。
Ｎ溶解したプロピレンカーボネイト及び前記溶質を０．
５〜２．５Ｎｉｌ’！した２−メチルテトラハイドロフ
ランの体積比で好ましくは２：８〜７：３、最も好まし
くは５：５前後である。前記溶質を溶解したプロピレン
カーボネイトの混合比が２二８より少ないと、両者を混
合した意味が薄くなり、２−メチルテトラハイドロフラ
ン単独系の充放電特性に近づくことになり、まだ７：３
より多いと、反対にプロピレンカーボネイト単独系の充
放電特性に近づき、いずれにしても充放電特性が悪化す
るからである。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
ｐｔ 櫃を作用極、対極にＬｉ 全参照電極としてＬ
ｉ を用いた′電池を組み、Ｐｔ極上にＬｉ を析
出させることにより、Ｌｉ 極の元放電特性金側足した
。電解液にはＩ ＮＬ ｉ Ｃ１０４を２−メチルテト
ラ・・イドロフラン（以下、２− Ｍ３ＴＨＦと略記す
る）とプロピレンカーボネイト（以下、ＰＣと略記する
）にそれぞれ溶解したものを１：１体積比にさせたもの
を用いた。この電解液の導電率は７．９×１０−３Ω−
’ ５１７Ｆ！”−’であり、Ｉ ＮＬ ｉ ＣＬＯ＋
／Ｐ Ｃ単独系の導電率である６Ｘ１０−３Ω″″’
（１７１１−’ より高かった。
ｉ を用いた′電池を組み、Ｐｔ極上にＬｉ を析
出させることにより、Ｌｉ 極の元放電特性金側足した
。電解液にはＩ ＮＬ ｉ Ｃ１０４を２−メチルテト
ラ・・イドロフラン（以下、２− Ｍ３ＴＨＦと略記す
る）とプロピレンカーボネイト（以下、ＰＣと略記する
）にそれぞれ溶解したものを１：１体積比にさせたもの
を用いた。この電解液の導電率は７．９×１０−３Ω−
’ ５１７Ｆ！”−’であり、Ｉ ＮＬ ｉ ＣＬＯ＋
／Ｐ Ｃ単独系の導電率である６Ｘ１０−３Ω″″’
（１７１１−’ より高かった。
測定は、まず５ｍＡ〆耐の定電流で１分間、Ｐｔ極上に
Ｌｉ を析出させ充電した後、５ｍＡ／ＣＩＩＬの定電
流でＰｔ極上に析出したＬｉ をＬｉ＋ イオンとして
放電するサイクル試験を行なった。充放電効率は、Ｐｔ
極の電位変化より求め、Ｐｔ極上に析出したＬｉ を
Ｌｉ＋イオンとして放電させるのに要した電気量とＰｔ
極上にＬｉ を析出させるために要した電気量との比
から算出した。
Ｌｉ を析出させ充電した後、５ｍＡ／ＣＩＩＬの定電
流でＰｔ極上に析出したＬｉ をＬｉ＋ イオンとして
放電するサイクル試験を行なった。充放電効率は、Ｐｔ
極の電位変化より求め、Ｐｔ極上に析出したＬｉ を
Ｌｉ＋イオンとして放電させるのに要した電気量とＰｔ
極上にＬｉ を析出させるために要した電気量との比
から算出した。
第１図は、充放電効率とサイクル数の関係を示す図であ
り、図中のａは上記電解液を用いた場合であり、ｂ及び
Ｃａ、それぞれ、Ｉ ＮＬ ｉ Ｃｔｏ４／プロピレン
カーボネイト及び２ ＮＬ ｉ Ｃ１０４／２−メチル
テトラハイドロ７ラン単独系の電解液を用いた場合の充
放電特性を参考例として示した。
り、図中のａは上記電解液を用いた場合であり、ｂ及び
Ｃａ、それぞれ、Ｉ ＮＬ ｉ Ｃｔｏ４／プロピレン
カーボネイト及び２ ＮＬ ｉ Ｃ１０４／２−メチル
テトラハイドロ７ラン単独系の電解液を用いた場合の充
放電特性を参考例として示した。
第１図から判るように、単独系（ｂ、ｃ）に比べて、混
合系＜ａ）は明らかに充放電特性は向上している。
合系＜ａ）は明らかに充放電特性は向上している。
以上の説明から明らかなように、本発明によ扛ば、無機
塩を溶質に、プロピレンカーボネイトと−２−メチルテ
トラハイドロフランの混合溶媒に用いる事により、Ｌｉ
極の充放電特性が良好で、かつ、高いＬｉ＋イオン伝
導性を右するリチウム二次電池用非水電解液を実現する
事ができる。
塩を溶質に、プロピレンカーボネイトと−２−メチルテ
トラハイドロフランの混合溶媒に用いる事により、Ｌｉ
極の充放電特性が良好で、かつ、高いＬｉ＋イオン伝
導性を右するリチウム二次電池用非水電解液を実現する
事ができる。
第１図は、本発明の実施例におけるリチウム愼の充放電
効率とサイクル数の関係を示した図である。
効率とサイクル数の関係を示した図である。
Claims (1)
- リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液において
、前記非水電解液の有機溶媒として、プロピレンカーボ
ネイトと２−メチルテトラノ・イドロフランの混合溶媒
を用いた事を特徴とするリチウム二次電池用非水電解液
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096920A JPS58214280A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | リチウム二次電池用非水電解液 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57096920A JPS58214280A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | リチウム二次電池用非水電解液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58214280A true JPS58214280A (ja) | 1983-12-13 |
| JPH0477426B2 JPH0477426B2 (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=14177788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57096920A Granted JPS58214280A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | リチウム二次電池用非水電解液 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58214280A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148571A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JPS63148572A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JPS63148569A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JPS63148570A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| US5151335A (en) * | 1991-07-29 | 1992-09-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Cathode material for electrochemical cells |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3468716A (en) * | 1965-10-24 | 1969-09-23 | Electrochimica Corp | Organic electrolyte electrochemical system |
| JPS5031923A (ja) * | 1973-05-08 | 1975-03-28 |
-
1982
- 1982-06-08 JP JP57096920A patent/JPS58214280A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3468716A (en) * | 1965-10-24 | 1969-09-23 | Electrochimica Corp | Organic electrolyte electrochemical system |
| JPS5031923A (ja) * | 1973-05-08 | 1975-03-28 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63148571A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JPS63148572A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JPS63148569A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| JPS63148570A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-21 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
| US5151335A (en) * | 1991-07-29 | 1992-09-29 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Cathode material for electrochemical cells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0477426B2 (ja) | 1992-12-08 |
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