JPS63257185A - 充電可能な電気化学装置 - Google Patents
充電可能な電気化学装置Info
- Publication number
- JPS63257185A JPS63257185A JP62090202A JP9020287A JPS63257185A JP S63257185 A JPS63257185 A JP S63257185A JP 62090202 A JP62090202 A JP 62090202A JP 9020287 A JP9020287 A JP 9020287A JP S63257185 A JPS63257185 A JP S63257185A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrochemical device
- dme
- lithium
- negative electrode
- positive electrode
- 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.)
- Pending
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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
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- 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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- Secondary Cells (AREA)
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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、移動用直流電源、バックアップ用電源などに
用いる充電可能な電気化学装置に関するものである。・ 従来の技術 充電可能な電気化学装置として、正極に主に電気二重層
を利用した活性炭、負極にリチウム合金。
用いる充電可能な電気化学装置に関するものである。・ 従来の技術 充電可能な電気化学装置として、正極に主に電気二重層
を利用した活性炭、負極にリチウム合金。
電解液に非水系の有機溶媒を用いた装置が知られている
。そしてこの装置の電解液は、高電導度が要求されるた
め、誘電率の高いプロピレンカーボネート（以下、ＰＣ
と呼ぶ）あるいはγ−ブチロラクトン（以下、ＢＬと呼
ぶ）のうちの１種もしくは２種と、１，２−ジメトキシ
エタン（以下、ＤＭＥと呼ぶ）との混合溶媒にホウフッ
化リチウムなどのリチウム塩を溶解したものを用いてい
た。
。そしてこの装置の電解液は、高電導度が要求されるた
め、誘電率の高いプロピレンカーボネート（以下、ＰＣ
と呼ぶ）あるいはγ−ブチロラクトン（以下、ＢＬと呼
ぶ）のうちの１種もしくは２種と、１，２−ジメトキシ
エタン（以下、ＤＭＥと呼ぶ）との混合溶媒にホウフッ
化リチウムなどのリチウム塩を溶解したものを用いてい
た。
この種の電気化学装置は、近年の電子機器の発達に伴い
各種のメモリーバックアップ用電源や、テレビ用リモコ
ンの電源などに多用されるに到っている。そのためこの
種の装置には、一層の高信頼性が求められており、最近
、特に高温中での信頼性が強く要望されている。
各種のメモリーバックアップ用電源や、テレビ用リモコ
ンの電源などに多用されるに到っている。そのためこの
種の装置には、一層の高信頼性が求められており、最近
、特に高温中での信頼性が強く要望されている。
発明が解決しようとする問題点
この従来構成からなる装置において、各温度雰囲気にお
ける充放電サイクル寿命を調査した結果、室温における
充放°電すイクル寿命に比べ、特に、高温中においてそ
の寿命が著しく劣下することが判明した。
ける充放電サイクル寿命を調査した結果、室温における
充放°電すイクル寿命に比べ、特に、高温中においてそ
の寿命が著しく劣下することが判明した。
この理由として、電解液中でＤＭＥは、リチウムイオン
（Ｌｚ”）と強く配位結合するため、充放電時には、負
極のリチウム合金表面上に、リチウムイオンと配位した
ＤＭＥ分子が優先的に存在している。
（Ｌｚ”）と強く配位結合するため、充放電時には、負
極のリチウム合金表面上に、リチウムイオンと配位した
ＤＭＥ分子が優先的に存在している。
ＤＭＥは第１表に示すように沸点が低いため、高温雰囲
気中においては活性化され、非常に不安定な状態になる
。その結果、充放電に伴い負極合金表面で起こる円滑な
リチウムの吸蔵、放出反応が阻害され、短期間で負極合
金表面の微細化が進行し、負極の劣下が生じるためと考
えられる。
気中においては活性化され、非常に不安定な状態になる
。その結果、充放電に伴い負極合金表面で起こる円滑な
リチウムの吸蔵、放出反応が阻害され、短期間で負極合
金表面の微細化が進行し、負極の劣下が生じるためと考
えられる。
従ってＤＭＥを除いた溶媒、例えばｐｃとＢＬの混合溶
媒からなる電解液を用いると、上記の問題は解消される
。しかし第１表に示す様にＰＣｌＢＬは共に粘度が高い
ため、電解液中のイオンの移動速度が遅くなり、電気室
導度が悪くなる。その結果、従来電解液を用いた装置に
比べ、内部抵抗が高くなり、強負荷放電特性が劣る。ま
た製造工程上においても、正極合剤、あるいはセパレー
、りへの吸液性が非常に悪くなり、工数が増すなど′の
問題点も生じる。
媒からなる電解液を用いると、上記の問題は解消される
。しかし第１表に示す様にＰＣｌＢＬは共に粘度が高い
ため、電解液中のイオンの移動速度が遅くなり、電気室
導度が悪くなる。その結果、従来電解液を用いた装置に
比べ、内部抵抗が高くなり、強負荷放電特性が劣る。ま
た製造工程上においても、正極合剤、あるいはセパレー
、りへの吸液性が非常に悪くなり、工数が増すなど′の
問題点も生じる。
本発明は、前述の問題点を解消し、従来の性能を損うこ
となく、高温雰囲気中での充放電特性を向上させること
を目的とする。
となく、高温雰囲気中での充放電特性を向上させること
を目的とする。
問題点を解決するための手段
この問題点を解決するために、本発明は種々の溶媒を検
討した結果、前述のＤＭＥの代わりに１゜２−ジェトキ
シエタンを用いたものである。
討した結果、前述のＤＭＥの代わりに１゜２−ジェトキ
シエタンを用いたものである。
作 用
１．２−ジェトキシエタン（以下ＤＥＥと呼ぶ）はＤＭ
Ｅと構造が殆んど同じであるため、化学的性質が類似し
ており、混合溶媒中において、ＤＭＥと全く同じ挙動を
示す。また第１表に示すように、物理的性質において、
誘電率はほとんど同じであり、かつ粘度はさらに低い値
を示しており、従来装置の緒特性（例えば、強負荷放電
特性など）が劣ることはない。さらに沸点においては、
ＤＭＥよりも高いため、高温雰囲気中でより安定となり
、前述した高温雰囲気中での充放電特性を改善すること
ができる。
Ｅと構造が殆んど同じであるため、化学的性質が類似し
ており、混合溶媒中において、ＤＭＥと全く同じ挙動を
示す。また第１表に示すように、物理的性質において、
誘電率はほとんど同じであり、かつ粘度はさらに低い値
を示しており、従来装置の緒特性（例えば、強負荷放電
特性など）が劣ることはない。さらに沸点においては、
ＤＭＥよりも高いため、高温雰囲気中でより安定となり
、前述した高温雰囲気中での充放電特性を改善すること
ができる。
第 １ 表
実施例
以下、本発明の実施例を第１図から第２図を参照して説
明する。
明する。
第１図は正極に活性炭、負極にリチウム合金を用いた充
電可能な電気化学装置を示す。図中１は正極端子を兼ね
たケース、２はケースと同じ材料を打ち抜き加工した負
極端子を兼ねる封口板、３はケースと封口板を絶縁する
ポリプロピレン製ガスケット、４は正極であシ、これは
活性炭粉末を７０重量部、導電材であるアセチレンブラ
ックを１０重量部、及びバインダーであるフッ素樹脂の
水性ディスパージョン（固形分比的６０係）を固形分で
２０重量部混練し、２本のロール間を通してシート状に
成型した後、厚さ０．４１１ＩＩＩのチタンラス板６に
転写した。その後１５０Ｃの真空下で１２時間乾燥した
後、厚さ１．０簡にそろえ、直径１４．０簡のペレット
に打ち抜いた。６はケース１の内面に形成した、正極集
電体をなすカーボン被膜、７は負極のリチウム合金で、
鉛６０重量部、カドミウム４７重量部、リチウム３重量
部をアルゴン雰囲気中で融解合金化し、同雰囲気中で厚
さ０ 、１ ｍに圧延してステンレス製ネット８に転写
した。その後、直径１６瓢に打ち抜き、封口板２の裏面
に溶接した。９はポリプロピレン製不織布からなるセパ
レータである。電解液の溶媒は、ＰＣ，ＢＬ。
電可能な電気化学装置を示す。図中１は正極端子を兼ね
たケース、２はケースと同じ材料を打ち抜き加工した負
極端子を兼ねる封口板、３はケースと封口板を絶縁する
ポリプロピレン製ガスケット、４は正極であシ、これは
活性炭粉末を７０重量部、導電材であるアセチレンブラ
ックを１０重量部、及びバインダーであるフッ素樹脂の
水性ディスパージョン（固形分比的６０係）を固形分で
２０重量部混練し、２本のロール間を通してシート状に
成型した後、厚さ０．４１１ＩＩＩのチタンラス板６に
転写した。その後１５０Ｃの真空下で１２時間乾燥した
後、厚さ１．０簡にそろえ、直径１４．０簡のペレット
に打ち抜いた。６はケース１の内面に形成した、正極集
電体をなすカーボン被膜、７は負極のリチウム合金で、
鉛６０重量部、カドミウム４７重量部、リチウム３重量
部をアルゴン雰囲気中で融解合金化し、同雰囲気中で厚
さ０ 、１ ｍに圧延してステンレス製ネット８に転写
した。その後、直径１６瓢に打ち抜き、封口板２の裏面
に溶接した。９はポリプロピレン製不織布からなるセパ
レータである。電解液の溶媒は、ＰＣ，ＢＬ。
ＤＭＥ、ＤＥＥを第２表のように組成比（体積比）を変
化させ、そのいずれにも溶質としてホウフッ化リチウム
を１モル／ｌの割合で溶解させた。この電気化学装置を
Ａ−Ｇとした。この中でＡ、 Ｄ。
化させ、そのいずれにも溶質としてホウフッ化リチウム
を１モル／ｌの割合で溶解させた。この電気化学装置を
Ａ−Ｇとした。この中でＡ、 Ｄ。
Ｆは従来品である。
第 ２ 表
尚、実施例の装置の大きさは直径２０膿、厚さ２．０叫
で、容量は１ｖあたり１ ｍＡｈである。
で、容量は１ｖあたり１ ｍＡｈである。
寸たこれらの例では負極合金に、鉛−カドミウムを用い
たが、他にリチウムの吸蔵能力を持つビスマス、インジ
ウム、アルミニウム、アンチモン等を用いても同様に適
用できる。さらに、電解液の溶質として、過塩素酸リチ
ウム（ＬｉＣＩＯ４）、リチウムトリフルオロメタンス
ルフォネート（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、Ｉ）ｆウムヘキサ
フルオロアースネー） （Ｌ Ｘ Ａ ａ Ｆ ｓ ）
等も同様に適用できる。
たが、他にリチウムの吸蔵能力を持つビスマス、インジ
ウム、アルミニウム、アンチモン等を用いても同様に適
用できる。さらに、電解液の溶質として、過塩素酸リチ
ウム（ＬｉＣＩＯ４）、リチウムトリフルオロメタンス
ルフォネート（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、Ｉ）ｆウムヘキサ
フルオロアースネー） （Ｌ Ｘ Ａ ａ Ｆ ｓ ）
等も同様に適用できる。
これらの装置の組立直後の内部抵抗と、３ｖまで充電し
た後、４７０Ｑの定抵抗で２秒間、放電した後の閉路電
圧を第３表に示す。６値は各装置１０個の平均値である
。
た後、４７０Ｑの定抵抗で２秒間、放電した後の閉路電
圧を第３表に示す。６値は各装置１０個の平均値である
。
第 ３ 表
表から明らかな様に、ＤＭＥの代わりにＤＥＥを同容積
比で用いても、装置の内部抵抗値、及び強負荷（４７０
Ω）放電による閉路電圧値は従来品と殆んど変わら力い
。また、装置Ｂのように、ＤＭＥを除くと、電解液の電
導度が下がり、その結果、内部抵抗が高くなり、強負荷
放電特性が劣下する。
比で用いても、装置の内部抵抗値、及び強負荷（４７０
Ω）放電による閉路電圧値は従来品と殆んど変わら力い
。また、装置Ｂのように、ＤＭＥを除くと、電解液の電
導度が下がり、その結果、内部抵抗が高くなり、強負荷
放電特性が劣下する。
次に、８０℃雰囲気中で３ｖの定電圧（保護紙・°抗１
にΩ）で充電を１時間行った後、３にΩの定抵抗で放電
を１時間行う充放電サイクルを繰り返した。各サイクル
毎の放電において、２．５ｖから１．５ｖまでの放電容
量を求め、第２図に示した。
にΩ）で充電を１時間行った後、３にΩの定抵抗で放電
を１時間行う充放電サイクルを繰り返した。各サイクル
毎の放電において、２．５ｖから１．５ｖまでの放電容
量を求め、第２図に示した。
６値は装置６個の平均値である。図から明らかなように
、ＤＭＥの代わりにＤＥＥを用いたものは、ｅｏｃ雰囲
気中で充放電を繰シ返しても、容量の劣下が少なく、装
置の充電寿命は大幅に伸びる。
、ＤＭＥの代わりにＤＥＥを用いたものは、ｅｏｃ雰囲
気中で充放電を繰シ返しても、容量の劣下が少なく、装
置の充電寿命は大幅に伸びる。
また、装置Ｂのように、ＤＭＥを除くと高温中での充放
電寿命が伸じ、ＤＭＥが高温中での充放電サイクル寿命
に悪影響を及ぼすことを示している。
電寿命が伸じ、ＤＭＥが高温中での充放電サイクル寿命
に悪影響を及ぼすことを示している。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、電解液の溶媒としてＤ
ＭＥの代わりにＤＥＥを用いることにより、高温雰囲気
中で充放電を繰り返しても、容量劣下の少い、優れた電
気化学装置を得ることができる。
ＭＥの代わりにＤＥＥを用いることにより、高温雰囲気
中で充放電を繰り返しても、容量劣下の少い、優れた電
気化学装置を得ることができる。
第１図は本発明の実施例における充電可能な電気化学装
置の縦断面図、第２図は本発明の実施例における各種電
気化学装置の試験結果を示す図である。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、３・・
・・・・ガスケット、４・・・・・・正極、５・・・・
・・正極芯材、６・・・・・・正極集電体、７・・・・
・・負極、８・・・・・・負極集電体、９・・・・・・
セパレータ。
置の縦断面図、第２図は本発明の実施例における各種電
気化学装置の試験結果を示す図である。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、３・・
・・・・ガスケット、４・・・・・・正極、５・・・・
・・正極芯材、６・・・・・・正極集電体、７・・・・
・・負極、８・・・・・・負極集電体、９・・・・・・
セパレータ。
Claims (1)
- 活性炭からなる正極と、リチウム合金からなる負極と、
非水溶媒からなる電解液とから構成される電気化学装置
であって、電解液が、プロピレンカーボネートと、γ−
ブチロラクトンのうち１種もしくは２種と、１、２−ジ
エトキエタンとの混合溶媒からなる充電可能な電気化学
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62090202A JPS63257185A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 充電可能な電気化学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62090202A JPS63257185A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 充電可能な電気化学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63257185A true JPS63257185A (ja) | 1988-10-25 |
Family
ID=13991901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62090202A Pending JPS63257185A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 充電可能な電気化学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63257185A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01200562A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
-
1987
- 1987-04-13 JP JP62090202A patent/JPS63257185A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01200562A (ja) * | 1988-02-05 | 1989-08-11 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池 |
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