JPS63259976A - 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
- JPS63259976A JPS63259976A JP62095606A JP9560687A JPS63259976A JP S63259976 A JPS63259976 A JP S63259976A JP 62095606 A JP62095606 A JP 62095606A JP 9560687 A JP9560687 A JP 9560687A JP S63259976 A JPS63259976 A JP S63259976A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrochemical device
- rechargeable electrochemical
- electrolytic solution
- ethane
- methoxy
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- 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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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。
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。
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
。そしてこの装置での電解液には、プロピレンカーボネ
ート（以下ＰＣと呼ぶ）やＴ−ブチロラクトン（以下γ
−ＢＬと呼ぶ）さらには、１゜２ジメトキシエタン（以
下ＤＭＥと呼ぶ）、などの混合溶媒に、ホウフッ化リチ
ウム（ＬｉＢＦ４）あるいは過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
１Ｏ４）などの溶質を溶解したものが用いられていた。
。そしてこの装置での電解液には、プロピレンカーボネ
ート（以下ＰＣと呼ぶ）やＴ−ブチロラクトン（以下γ
−ＢＬと呼ぶ）さらには、１゜２ジメトキシエタン（以
下ＤＭＥと呼ぶ）、などの混合溶媒に、ホウフッ化リチ
ウム（ＬｉＢＦ４）あるいは過塩素酸リチウム（ＬｉＣ
１Ｏ４）などの溶質を溶解したものが用いられていた。
発明が解決しようとする問題点
この従来構成において、ＰＣは充放電サイクル特性に比
較的すぐれ、γ−ＢＬは耐過放電特性にすぐれ、ＤＭＥ
は粘度が低く、電解液の流動性をよくしたり負荷特性を
向上させるなどの効果を有していることが判り、目的に
応じてＰＣ又はγ−ＢＬとの混合溶媒や、ｐｃとγ−Ｂ
Ｌ、ＤＭＥの三成分混合溶媒が用いられていた。しかし
、このような電解液を用いていても必ずしも十分とは言
えず、たとえば、長期に亘る充放電特性及び温度特性な
どまだまだ改善すべき点がある。その原因の一つとして
、ＤＭＥが必ずしも安定でなく、６０℃以上での高温充
放電では沸点が８５．２℃と低いためか、分解し易く、
寿命に悪影響を及ぼしていた。
較的すぐれ、γ−ＢＬは耐過放電特性にすぐれ、ＤＭＥ
は粘度が低く、電解液の流動性をよくしたり負荷特性を
向上させるなどの効果を有していることが判り、目的に
応じてＰＣ又はγ−ＢＬとの混合溶媒や、ｐｃとγ−Ｂ
Ｌ、ＤＭＥの三成分混合溶媒が用いられていた。しかし
、このような電解液を用いていても必ずしも十分とは言
えず、たとえば、長期に亘る充放電特性及び温度特性な
どまだまだ改善すべき点がある。その原因の一つとして
、ＤＭＥが必ずしも安定でなく、６０℃以上での高温充
放電では沸点が８５．２℃と低いためか、分解し易く、
寿命に悪影響を及ぼしていた。
間層点を解決するための手段
前記のリチウム負極を用いた装置等、とくに、正極に活
性炭を用いた装置系の充放電特性を改良するため、本発
明は電解液として、これまでのＤＭＥにかわシ、エトキ
シ・メトキシ・エタン（以下ＥＭＥと呼ぶ）を含有した
非水溶媒を用いるものヤある。
性炭を用いた装置系の充放電特性を改良するため、本発
明は電解液として、これまでのＤＭＥにかわシ、エトキ
シ・メトキシ・エタン（以下ＥＭＥと呼ぶ）を含有した
非水溶媒を用いるものヤある。
作 用
第１表に各溶媒の物性を示した。ＤＭＥは粘度が低いの
が特徴であり、セパレータなどへの電解液含浸作業の容
易性あるいは、強負荷放電などに効果を発揮したが、前
述したように沸点がＰＣやγ−ＢＬなどに較べ低いとい
う欠点があった。
が特徴であり、セパレータなどへの電解液含浸作業の容
易性あるいは、強負荷放電などに効果を発揮したが、前
述したように沸点がＰＣやγ−ＢＬなどに較べ低いとい
う欠点があった。
ところが、本発明のＥＭＥは、沸点が１０４℃とＤＭＥ
よシ２ｏ℃近くも高く、且つ、粘度も０．４７／ＣＰＳ
（３ｏ℃） でＤＭＥよりむしろ低い。
よシ２ｏ℃近くも高く、且つ、粘度も０．４７／ＣＰＳ
（３ｏ℃） でＤＭＥよりむしろ低い。
したがって、上記のような作業性や強負荷放電に支障を
きたすことなく高温特性を改善することが期待される。
きたすことなく高温特性を改善することが期待される。
このことから、電解液用溶媒として、γ−ＢＬ。
ＥＭＥ系、γ−ＢＬ 、ＰＣ，ＥＭＥ系、ｒ−ＢＩ、、
ＢＣ。
ＢＣ。
ＥＭＥ系などを検討したところ、高温充放電特性が著し
く改善されることが判った。
く改善されることが判った。
第１表
実施例
第１図は正極に活性炭、負極にリチウム合金、及び非水
溶媒からなる電解液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
同じ材料を打抜き加工した負極端子をなす封口板、３は
ケースと封口板とを絶縁するポリプロピレン製ガスケッ
ト、４は正極であり、これは活性炭粉末７０重量部、導
電材であるアセチレンブラック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チ）を固形分で２０重量部混練し、シート状に
成形した後、工種集電体６をなす厚さ０．２ｍのチタン
ラス板に転写したものである。
溶媒からなる電解液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
同じ材料を打抜き加工した負極端子をなす封口板、３は
ケースと封口板とを絶縁するポリプロピレン製ガスケッ
ト、４は正極であり、これは活性炭粉末７０重量部、導
電材であるアセチレンブラック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チ）を固形分で２０重量部混練し、シート状に
成形した後、工種集電体６をなす厚さ０．２ｍのチタン
ラス板に転写したものである。
その後高温真空乾燥した後、厚さ０．７＋ＩＩＩ＋にそ
ろえ、直径１４．０ｍのペレットに打ち抜き、合剤の一
部を剥離してチタンラス板を露出させ、これをケース２
に溶接した。６はリチウム吸蔵負極合金であり、ビスマ
ス２０重量部鉛６０重量部、カドミウム２７重量部、リ
チウム３重量部からなり、厚さ０、１ ｍ 、直径１５
ｍで封口板３の裏面に圧着し九７は負極集電体であり、
線径０．１咽で６０メツシユのステンレス鋼ネットを用
いた。８はポリプロピレン製不織布からなるセパレータ
である。
ろえ、直径１４．０ｍのペレットに打ち抜き、合剤の一
部を剥離してチタンラス板を露出させ、これをケース２
に溶接した。６はリチウム吸蔵負極合金であり、ビスマ
ス２０重量部鉛６０重量部、カドミウム２７重量部、リ
チウム３重量部からなり、厚さ０、１ ｍ 、直径１５
ｍで封口板３の裏面に圧着し九７は負極集電体であり、
線径０．１咽で６０メツシユのステンレス鋼ネットを用
いた。８はポリプロピレン製不織布からなるセパレータ
である。
電解液はその溶媒を第２表の如く調整し、これらに溶質
としてホウフッ化リチウムを１モル／ｌ溶解したものを
用いた。
としてホウフッ化リチウムを１モル／ｌ溶解したものを
用いた。
第２表
これらの装置を用い、以下に示す充放電条件で、常温及
び、６０℃の各温度で充放電テストを行なった。
び、６０℃の各温度で充放電テストを行なった。
初期サイクルにおいて、電圧が３ｖから２ｖに到るまで
の時間を１００としたとき、各サイクルにおいで２ｖに
到るまでの時間が何チかを算出し、充放電サイクル寿命
を比較した。この結果を第２図及び第３図に示した。
の時間を１００としたとき、各サイクルにおいで２ｖに
到るまでの時間が何チかを算出し、充放電サイクル寿命
を比較した。この結果を第２図及び第３図に示した。
第２図から明らかなように、Ａ−４のγ−ＢＬ。
ＰＣ，ＤＭＥを用いた従来品では、２０００サイクルか
ら３０００サイクルの間で劣化しているが、ＥＭＥを用
いた系列のＡ−１〜Ａ−３は、いづれも従来よりすぐれ
、とくに、Ｐ Ｃ＋Ｂ Ｃの入ったものがすぐれている
。
ら３０００サイクルの間で劣化しているが、ＥＭＥを用
いた系列のＡ−１〜Ａ−３は、いづれも従来よりすぐれ
、とくに、Ｐ Ｃ＋Ｂ Ｃの入ったものがすぐれている
。
また、第３図の６０℃雰囲気では、やけりＡ−４の従来
品が早く落ち、Ａ−１〜Ａ−３は２００ｏサイクル経過
しても比較的安定である。これらのことから、ＥＸＥは
ＤＭＥよりすぐれ、とくに高温領域で有効であることが
判る。そして、充放電サイクル寿命に対し、ＰＣやＢＣ
が有効であることも、第２図のＡ−１〜Ａ−３の比較で
判る。
品が早く落ち、Ａ−１〜Ａ−３は２００ｏサイクル経過
しても比較的安定である。これらのことから、ＥＸＥは
ＤＭＥよりすぐれ、とくに高温領域で有効であることが
判る。そして、充放電サイクル寿命に対し、ＰＣやＢＣ
が有効であることも、第２図のＡ−１〜Ａ−３の比較で
判る。
さらに、これらの装置を用い、３ｖに充電した後、５〜
Ａの強負荷放電を行ない、各装置の瞬間的な電圧降下度
を調べたが、いづれも約２００ ｍＶ程度でほとんど差
がなかった。このことから、ＥＭＥは、強負荷放電特性
においても、ＤＭＥと較べなんら劣ることはない。
Ａの強負荷放電を行ない、各装置の瞬間的な電圧降下度
を調べたが、いづれも約２００ ｍＶ程度でほとんど差
がなかった。このことから、ＥＭＥは、強負荷放電特性
においても、ＤＭＥと較べなんら劣ることはない。
なお、実施例として、リチウム負極に、ビスマス、鉛、
カドミウム合金を用いたが、Ａｔ合金を始め、リチウム
の充放電可能な合金はすべて用いることができる。
カドミウム合金を用いたが、Ａｔ合金を始め、リチウム
の充放電可能な合金はすべて用いることができる。
また、電解液の溶質として、Ｌ Ｉ Ｂ Ｆ ４の他、
ＬｉＣｌ０ ＬｉＡｓＦ ＬｉＰＦ６などリチウム
電池４ν ６ツ に適要可能な溶質はすべて用いることができる。
ＬｉＣｌ０ ＬｉＡｓＦ ＬｉＰＦ６などリチウム
電池４ν ６ツ に適要可能な溶質はすべて用いることができる。
発明の効果
以上のことから明らかなように、本発明は活性炭を正極
とし、リチウム合金を負極とする有機電解液系充放電可
能な電気化学装置において、常温およびとくに高温雰囲
気中での充放電特性にすぐれた効果を発揮する。
とし、リチウム合金を負極とする有機電解液系充放電可
能な電気化学装置において、常温およびとくに高温雰囲
気中での充放電特性にすぐれた効果を発揮する。
第１図は本発明の実施例における充放電可能な電気化学
装置の縦断面図、第２図、第３図は本発明の実施例にお
ける装置の特性比較図である。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、３・・
・・・・ガススケット、４・・・・・・正極、６・・・
・・・正極集電体、ｅ・・・・・・負極、７・・・・・
・負極集電体、８・・・・・・セパレータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ−
−−ケース ２−打Ｉ］猥 ３−−一力°スヶッ１ Ｃ−＠地 ７−−− ＃ 某／Ｉｔｊ本 第２図
装置の縦断面図、第２図、第３図は本発明の実施例にお
ける装置の特性比較図である。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、３・・
・・・・ガススケット、４・・・・・・正極、６・・・
・・・正極集電体、ｅ・・・・・・負極、７・・・・・
・負極集電体、８・・・・・・セパレータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ｆ−
−−ケース ２−打Ｉ］猥 ３−−一力°スヶッ１ Ｃ−＠地 ７−−− ＃ 某／Ｉｔｊ本 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （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、電解液がエトキシ・メトキシ・エタン
を含有することを特徴とする充電可能な電気化学装置。 （２）電解液が、γ−ブチロラクトンとエトキシ・メト
キシ・エタンの混合溶媒からなることを特徴とした特許
請求の範囲第１項記載の充電可能な電気化学装置。 （２）電解液が、γ−ブチロラクトンとプロピレンカー
ボネートとエトキシ・メトキシ・エタンの混合溶媒から
なることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の充電
可能な電気化学装置。 （４）電解液がγ−ブチロラクトンと１ブチレンカーボ
ネートとエトキシ・メトキシ、エタンの混合溶媒からな
ることを特徴とした特許請求の範囲第１項記載の充電可
能な電気化学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095606A JPS63259976A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 充電可能な電気化学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095606A JPS63259976A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 充電可能な電気化学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63259976A true JPS63259976A (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=14142212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62095606A Pending JPS63259976A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 充電可能な電気化学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63259976A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414880A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Fuji Electrochemical Co Ltd | Nonaqueous electrolyte battery |
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62095606A patent/JPS63259976A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6414880A (en) * | 1987-07-08 | 1989-01-19 | Fuji Electrochemical Co Ltd | Nonaqueous electrolyte battery |
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