JPS6332871A - 有機電解質二次電池 - Google Patents
有機電解質二次電池Info
- Publication number
- JPS6332871A JPS6332871A JP61174210A JP17421086A JPS6332871A JP S6332871 A JPS6332871 A JP S6332871A JP 61174210 A JP61174210 A JP 61174210A JP 17421086 A JP17421086 A JP 17421086A JP S6332871 A JPS6332871 A JP S6332871A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- organic electrolyte
- lithium
- negative electrode
- butyrolactone
- solvent
- 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.)
- Granted
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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
- 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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- 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】
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シ、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シ、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
。その代表的な例として、負極にリチウム金属、正極に
二硫化チタン（Ｔ Ｉ Ｓ ２ ）を用い、有機電解質
の溶質として、過塩素酸リチウチ（Ｌ ｉ’ｃｌｏ４）
や、ヘキサフロロアルシネート（Ｌ ｉＡ ａ Ｆ ｅ
）、溶媒にγ−ブチロラクトン（ｒ−ＢＬ）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
。その代表的な例として、負極にリチウム金属、正極に
二硫化チタン（Ｔ Ｉ Ｓ ２ ）を用い、有機電解質
の溶質として、過塩素酸リチウチ（Ｌ ｉ’ｃｌｏ４）
や、ヘキサフロロアルシネート（Ｌ ｉＡ ａ Ｆ ｅ
）、溶媒にγ−ブチロラクトン（ｒ−ＢＬ）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６０〜８
０％と低いために未だに実用化されていない。
０％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、少くと
も３または４の位置の水素をアセチル基で置換したＴ−
ブチロラクトンを使用することを特徴としている。
も３または４の位置の水素をアセチル基で置換したＴ−
ブチロラクトンを使用することを特徴としている。
作 用
γ−ブチロラク゛トンの３または４の位置にアセチル基
を導入することにより、この強い電子吸引性のためにＣ
−０の結合が切れ難くなり、電流効率が向上する。
を導入することにより、この強い電子吸引性のためにＣ
−０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− Ｍ ｅ −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。γ−ブチロラクトンや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。
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。γ−ブチロラクトンや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。
、放電可能な電荷量）は、６０〜８０％と低かった。
本発明者は、γ−ブチロラクトンの場合にもＣ−０の結
合がＬｉ との反応によシ切れると考えて、このＣの位
置の水素を、アセチル基で置換することによシ、この強
い電子吸引性のため、Ｃ−０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
位置を塩素で置換した３−アセチル−γ−ブチロラクト
ンは、（１）式のような構造となる。
合がＬｉ との反応によシ切れると考えて、このＣの位
置の水素を、アセチル基で置換することによシ、この強
い電子吸引性のため、Ｃ−０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
位置を塩素で置換した３−アセチル−γ−ブチロラクト
ンは、（１）式のような構造となる。
Ｈ３
Ｃ−０
同様に４−アセチル−γ−ブチロラクトンの構造を＠）
式に３，４−ジアセチル−γ−ブチロラクトンの構造を
（３）式に示す。
式に３，４−ジアセチル−γ−ブチロラクトンの構造を
（３）式に示す。
Ｈ３
Ｃ＝０
〔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
。２ｚＸ２ＣＭ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、４ｍＡで負極の電位が照合電極に対して１．ｏＶ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、１．５ ｈｒ であるならば、（
１，ｓｈｒｘ４ｍＡ）／（２ｈｒｘ４ｍＡ）ｘ１ｏｏ＝
７ｓ％となる。この充放電を６０サイクルくり返して、
平均の電流効率を求めた。この値が犬である程、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。
。２ｚＸ２ＣＭ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、４ｍＡで負極の電位が照合電極に対して１．ｏＶ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、１．５ ｈｒ であるならば、（
１，ｓｈｒｘ４ｍＡ）／（２ｈｒｘ４ｍＡ）ｘ１ｏｏ＝
７ｓ％となる。この充放電を６０サイクルくり返して、
平均の電流効率を求めた。この値が犬である程、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。
表
これよシ、少くとも３または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。
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。
〔実施例２〕
負極に直径１７．５ｆｆ厚さ０．５ｆｌのリチウムを用
いた。この時の理論充填容量は２４７ ｍＡｈある。
いた。この時の理論充填容量は２４７ ｍＡｈある。
正極にはＴ Ｉ Ｓ２１００重量部に導電剤としてのア
セチレンブラック１Ｑ重量部、結着剤としてポリチフノ
化エチレン樹脂１Ｑ重量部よりなる合剤０．４ ｙを直
径１７．６履に圧縮成型したものを用いた。この時の理
論充填容量は８０ ｍＡｈであった。
セチレンブラック１Ｑ重量部、結着剤としてポリチフノ
化エチレン樹脂１Ｑ重量部よりなる合剤０．４ ｙを直
径１７．６履に圧縮成型したものを用いた。この時の理
論充填容量は８０ ｍＡｈであった。
これらの正極、負極よシ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。この電池を２ｍＡの定
電流で充放電をくシ返した。放電は、電池電圧が１．２
ｖになる時点で、充電は、２．８■になる時点で止めた
。有機電解質の溶質には１モル／ｌのＬ ＩＡｓ Ｆ
ｅ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−アセテルーγ−
ブチロラクトン、４−アセチルγ−ブチロラクトン、を
用いた電池を各々Ａ。
電流で充放電をくシ返した。放電は、電池電圧が１．２
ｖになる時点で、充電は、２．８■になる時点で止めた
。有機電解質の溶質には１モル／ｌのＬ ＩＡｓ Ｆ
ｅ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−アセテルーγ−
ブチロラクトン、４−アセチルγ−ブチロラクトン、を
用いた電池を各々Ａ。
Ｂとし、従来の７− Ｂ Ｌ 、 ２− Ｍｅ −Ｔ
ＨＦ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。これより本発明の少くとも３または４の位置の水素
を、アセチル基で置換したγ−ブチロラクトンを用いる
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
流効率が向上しただめである。
ＨＦ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。これより本発明の少くとも３または４の位置の水素
を、アセチル基で置換したγ−ブチロラクトンを用いる
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
流効率が向上しただめである。
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、スズ、ビスコス、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、スズ、ビスコス、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、Ｔ ｉＳ２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。
、本発明の溶媒が負極に対して大きな効果を有するので
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
以上水したように、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する。
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する。
第１図は各溶媒を用いた電池のサイクル特性図、第２図
は特性測定に用いたコイン型電池の断面図である。 Ａ、Ｂ・・・・・・本発明の実施例の電池、Ｃ，Ｄ・・
・・・・従来例の電池。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ０ １０ ２６ ３０ ４０
５Ｑブイクル校 第２図
は特性測定に用いたコイン型電池の断面図である。 Ａ、Ｂ・・・・・・本発明の実施例の電池、Ｃ，Ｄ・・
・・・・従来例の電池。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ０ １０ ２６ ３０ ４０
５Ｑブイクル校 第２図
Claims (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、少くとも３または４の位置の水素をアセチル基で
置換したγ−ブチロラクトン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 |
|---|---|---|---|
| JP61174210A JPH0760703B2 (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 |
|---|---|---|---|
| JP61174210A JPH0760703B2 (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 有機電解質二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6332871A true JPS6332871A (ja) | 1988-02-12 |
| JPH0760703B2 JPH0760703B2 (ja) | 1995-06-28 |
Family
ID=15974646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61174210A Expired - Lifetime JPH0760703B2 (ja) | 1986-07-24 | 1986-07-24 | 有機電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760703B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243111A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Daikin Ind Ltd | 電解液 |
-
1986
- 1986-07-24 JP JP61174210A patent/JPH0760703B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007243111A (ja) * | 2006-03-13 | 2007-09-20 | Daikin Ind Ltd | 電解液 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760703B2 (ja) | 1995-06-28 |
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