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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Sekundärbatterie mit einem nicht-wässrigen
Elektrolyt und insbesondere auf eine Lithiumsekundärbatterie
mit einem nicht-wässrigen
Elektrolyt mit erhöhter
Leistung.
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2. Beschreibung des verwandten Stands
der Technik
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In
einer wieder aufladbaren Lithiumsekundärbatterie mit einem nicht-wässrigen
Elektrolyt werden allgemein positive und negative aktive Massen
als Wirtsfeststoffe verwendet, die reversibel Lithiumatome als Gastatome
aufnehmen und abgeben können.
In auf dem Markt erhältlichen
Lithiumionenbatterien wird z. B. eine Lithium-Übergangsmetalloxidverbindung,
wie etwa LiMn2O4,
LiNiO2 oder LiCoO2 als
eine positive aktive Masse und Kohlenstoff-haltiger Koks oder Graphit
als eine negative aktive Masse verwendet werden. Der Elektrolyt
wird durch Lösung
des Lithiumsalzes LiPF6 in einer Mischung
von nicht-wässrigen
organischen Carbonatverbindungen, wie etwa Ethylencarbonat, Propylencarbonat,
Ethylmethylcarbonate, Diethylcarbonat und Dimethylcarbonat zubereitet.
Der Elektrolyt wird in einen Separator imprägniert.
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Eine
Lithiumionenbatterie, in welcher Lithiumionen reversibel zwischen
Elektroden sich mit Leichtigkeit bewegen können, kann für hunderte
von Zyklen geladen und entladen werden. Die Lithiumionenbatterie
kann jedoch an einem Kapazitätsverlust
leiden, wenn sie wiederholt über
einen langen Zeitraum geladen und entladen wird. Die
japanische offengelegte Patentveröffentlichung
Nr. 10-223258 offenbart eine Technik zur Unterdrückung des
Kapazitätsverlustes
der Batterie während
der Ladungs- und
Entladungszyklen durch Zugabe einer Trialkoxyboroxinverbindung mit
Boroxinringen zu einer elektrolytischen Lösung, um so den Kapazitätsverlust
der Batterie zu vermeiden.
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Daneben
offenbaren die
japanischen offengelegten
Patentveröffentlichungen
Nr. 11-3728 und
11-121033 eine
Technik für
das Unterdrücken
eines Kapazitätsverlustes
der Batterie während
der Ladungs- und Entladungszyklen durch Zugabe einer Triphenylboroxinverbindung
mit Boroxinringen und ihrer Derivatverbindung zu Elektroden und
einer elektrolytischen Lösung.
Die Menge der zugegebenen Triphenylboroxinverbindung ist 0,01 bis
0,1 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Elektrode, wenn sie zu den
Elektroden gegeben wird. Die Menge der zugegebenen Triphenylboroxinverbindung
ist 0,01 bis 0,1 mol/l mit Bezug auf die Menge der elektrolytischen
Lösung,
wenn sie zu der elektrolytischen Lösung gegeben wird.
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Wenn
die Boroxinringverbindung zu dem Elektrolyt gegeben wird, kann der
Kapazitätsverlust
der Batterie und der Ladungs- und Entladungszyklen, wie vorher beschrieben,
unterdrückt
werden. Jedoch wird die Leistung der Batterie nicht gesteigert.
Demgemäß ist die
Leistung der Batterie weiterhin nicht ausreichend, insbesondere
bei einer niedrigen Temperatur.
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Ebenfalls
offenbart die
japanische offengelegte
Patentveröffentlichung
Nr. 11-54151 ein Polymer mit einem Boroxinring und Polyethylenoxiden
in seinem System, das als ein Innenleiter verwendet werden kann. Trotzdem
gibt es keine Beschreibung hinsichtlich einer Technik für die Erhöhung der
Leistung der Batterie unter Verwendung eines Additivs.
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FR-A-2 794 750 offenbart
ein ionisch leitfähiges
Molekül
als auch seine Verwendung in einem ionischen Leiter, welcher als
ein fester Leiter für
eine Batterie benutzt werden kann. Das ionisch leitende Molekül enthält eine
Molekülkette,
welche einen Ionen leitenden Pfad zur Verfügung stellt, und einen Boroxinring,
der Anionen einfängt,
die aus einem Elektrolytsalz resultieren. Gemäß einem Beispiel in diesem
Dokument kann eine Trialkoxyboroxinverbindung für diesen Zweck verwendet werden.
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In
Mehta MA et al., Electrochimica Acta 45 (2000), 1175-1180, wird
ein Additiv mit einem Boroxinring für die Verwendung in Polymerelektrolyten
beschrieben. Dieses Additiv hat die Formel B3O3[O(CH2CH2O)nCH3]3.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist eine Aufgabe der Erfindung, durch die Zugabe einer geringen
Menge eines Additivs bzw. Zusatzstoffs zu einem Elektrolyt eine
nicht-wässrige
Sekundärbatterie
zur Verfügung
zu stellen, insbesondere eine nicht-wässrige Lithiumsekundärbatterie,
die eine erhöhte
Leistung insbesondere bei niedriger Temperatur erzeugen kann.
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Eine
Sekundärbatterie
mit nicht-wässrigem
Elektrolyt enthält
eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, ein Separator,
der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode
angeordnet ist, einen nicht-wässrigen
Elektrolyt, der durch das Lösen
eines Lithiumsalzes in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel bereitgestellt
wird, mit dem der Separator imprägniert
wird. Der nicht-wässrige
Elektrolyt enthält
eine Verbindung mit einem Boroxinring und (Poly)alkylenoxidketten,
die Verbindung wird durch eine chemische Formel dargestellt. Formel
1
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In
der vorhergehenden Formel sind ALK1, ALK2, ALK3 identisch
miteinander oder unterschiedlich voneinander, wobei jedes von ALK1, ALK2, ALK3 eine Art von Alkylen mit einer Kohlenstoffanzahl
von 2 oder 3 darstellt, und R'1, R'2, R'3 identisch miteinander oder unterschiedlich
voneinander sind, wobei jedes von R'1, R'2, R'3 eine
Art von Alkyl darstellt, das eine Kohlenstoffanzahl von 1 oder 2
hat.
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Eine
Sekundärbatterie
mit nicht-wässrigem
Elektrolyt enthält
eine positive Elektrode, eine negative Elektrode, einen Separator,
der zwischen der positiven Elektrode und der negativen Elektrode
angeordnet ist, einen nicht-wässrigen
Elektrolyt, der durch das Lösen
eines Lithiumsalzes in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel bereitgestellt
wird, mit dem der Separator imprägniert
wird. Der nicht-wässrige
Elektrolyt enthält
eine Verbindung mit einem Boroxinring und Polyalkylenoxidketten,
wobei die Verbindung durch eine chemische Formel dargestellt wird. Formel
2
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In
der Formel stellt n eine ganze Zahl gleich oder größer als
1 dar, und R' stellt
ein Alkyl mit n gleich 1 oder 2 dar.
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Der
Polymerisationsgrad der Alkylenoxidkette in der Formel ist 1 bis
10.
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Die
Menge der durch die chemische Formel dargestellten und in dem nicht-wässrigen
Elektrolyt enthaltenen Verbindung reicht von etwa 0,005 bis 0,3
mol bezogen auf 1 mol des Lithiumsalzes, das in einer nicht-wässrigen elektrolytischen Lösung des
nicht-wässrigen
Elektrolyts enthalten ist.
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Das
nicht-wässrige
Lösungsmittel
ist eine Mischung von wenigstens zwei unterschiedlichen, nicht-wässrigen
organischen Carbonatlösungsmittel
ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Ethylencarbonat, Propylencarbonat,
Diethylcarbonat, Dimethylcarbonat, und Ethylmethylcarbonat.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die 1 ist
eine graphische Darstellung für
den Vergleich der Leistung einer Batterie gemäß der Erfindung und der, die
eine herkömmliche
Boroxinverbindung enthält,
gemessen bei -30°C.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
einer Sekundärbatterie
mit einem nicht-wässrigen
Elektrolyt gemäß der Erfindung
wird eine spezifische Art von Verbindung mit einem Boroxinring,
dargestellt durch die chemische Formel 2, als ein Additiv zu einer
positiven Elektrode, einer negativen Elektrode, einem Separator
und einem nicht-wässrigen
Elektrolyten, zubereitet durch Lösung
von Lithiumsalz in einem nicht-wässrigen
Lösungsmittel,
zugegeben.
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Die
Boroxinringverbindung ist eine Boroxinverbindung, die drei Ketten
(Polyalkylenoxidketten) enthält, die
durch die chemische Formel 1 dargestellt wird. Die Boroxinverbindung
wird durch Bindung von Ketten eines Alkylenoxidpolymers an einen
Boroxinring gebildet. Wenigstens ein Ethylenoxid oder Propylenoxid
mit einem Polymerisationsgrad n von 1 bis 10 kann als das Alkylenoxid
verwendet werden. Insbesondere kann, bezogen auf die Löslichkeit
in der nicht-wässrigen
elektrolytischen Lösung
und dem Verhalten in der Lösung,
ein signifikanter Effekt erhalten werden, wenn der Polymerisationsgrad
des zugegebenen Ethylenoxids oder/und Propylenoxids 3 ist.
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Die
vorher beschriebene den Boroxinring enthaltende Verbindung wird
erhalten durch Erwärmen
eines Boroxids (Bor) mit überschüssigem Polyethylenoxid, überschüssigem Propylenoxid
oder einem Alkoxy, das durch Ersetzen eines Wasserstoffs eines Polyalkylenoxids
an einem Ende in seinem System mit einer Alkylgruppe erhalten wird.
Die Länge
jeder Alkylenoxidkette der Verbindung kann durch Auswahl des Polymerisationsgrades
n des für
die Reaktion verwendeten Polyethylenoxids bestimmt werden. Folglich
ist es möglich, die
Verbindung mit dem Boroxinring mit Alkylenoxidketten von verschiedenen
Längen
durch die Reaktion unter Verwendung von Alkylenoxidketten von verschiedenen
Längen
zu erzeugen.
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Es
wird angenommen, dass sich Lithiumionen in der elektrolytischen
Lösung
aufgrund der Etherbindungen in den Polyalkylenoxidketten in der
durch die chemische Formel 1 dargestellten Verbindung, in welcher Polyethylenoxide
an einen Boroxinring gebunden sind, aktiv bewegen können. Als
ein Ergebnis werden die Eigenschaften des Elektrolyts mit der zugesetzten
Verbindung verbessert, wobei die Leistung der Batterie erhöht wird.
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Die
als ein Additiv dienende Boroxinringverbindung wird zu einer nicht-wässrigen
elektrolytischen Lösung
zugegeben. Die Menge des Additivs ist bevorzugt zwischen 0,005 und
0,3 mol bezogen auf 1 mol des Lithiumsalzes LiPF6,
das in der elektrolytischen Lösung
enthalten ist. Es ist nicht bevorzugt, das Additiv in einer Menge
von weniger als 0,005 mol zuzugeben, weil kein Effekt erhalten wird.
Ebenfalls ist es nicht bevorzugt, das Additiv in einer Menge zu
geben, die 0,3 mol übersteigt,
da die Leistung der Batterie gesenkt wird.
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Wie
vorher durch das Molverhältnis
hinsichtlich des Lithiumsalzes LiPF6 dargestellt,
ist selbst eine geringe Menge der Verbindung mit Boroxinring wirkungsvoll
für die
Erhöhung
der Leistung der Batterie, insbesondere in einem niedrigen Temperaturbereich.
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Derweil
wird eine positive Elektrode der nicht-wässrigen
Sekundärbatterie
ausgebildet, z. B. durch Aufbringen einer Art eines Übergangsmetalloxids
als eine aktive Masse, ausgewählt
aus LiMn2O4, LiNiO2, LiCoO2 oder Ähnlichem
auf eine Aluminiumfolie als ein Strom sammelndes Material zusammen
mit PVDF als ein Bindungsmittel.
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Andererseits
wird die negative Elektrode ausgebildet durch Aufbringen von Graphit
als eine aktive Masse, welche ein Kohlenstoff-haltiges Material
ist, auf eine Kupferfolie als ein Strom sammelndes Material zusammen
mit dem PVDF als ein Bindungsmittel.
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Eine
Mischung von nicht-wässrigen
Carbonatlösungen,
wie etwa Ethylencarbonat (EC), Propylencarbonat (PC), Ethylmethylcarbonate
(DEC), Diethylcarbonat (DMC), Dimethylcarbonate (EMC), oder Ähnliche wird
als die nicht-wässrige
elektrolytische Lösung
verwendet. Lithiumsalz, wie etwa LiPF6,
wird in der nicht-wässrigen
elektrolytischen Lösung
als Elektrolyt gelöst,
um einen nicht-wässrigen
Elektrolyt zu erzeugen. Dann wird eine vorbestimmte Menge einer
Verbindung mit einem Boroxinring zu dem hergestellten nicht-wässrigen
Elektrolyt gegeben. Dann wird ein mit dem nicht-wässrigen
Elektrolyt imprägnierter
Separator zwischen den positiven und negativen Elektroden angeordnet,
die in die Form eines Zylinders zu rollen sind, und wird in einem
Batteriegehäuse
gelagert, wodurch eine zylinderförmige
Batterie hergestellt wird.
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Gemäß der Erfindung
wird als ein Ergebnis der Zugabe der Verbindung mit Boroxinring
zu der elektrolytischen Lösung,
die Leitfähigkeit
der Batterie in einem bestimmten Umfang gesenkt. Die Leistung der
Batterie wird jedoch, verglichen mit der Leistung, wenn die Verbindung
mit Boroxinring nicht zu der elektrolytischen Lösung zugesetzt wird, erhöht. Der
Anstieg in der Leistung der Batterie wird insbesondere bei einer
Temperatur (-30°C)
in dem niedrigen Bereich signifikant.
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In
der Erfindung repräsentiert
die Leistung der Sekundärbatterie
ihre Entladungskapazität,
di erhalten wird, wenn die Batterie von 3,0 V bis 3,75 V geladen
wird, welches 60 der vollen Ladungskapazität der Batterie ist und in Watt
(W) angegeben wird. Hierbei wird die Batterie bei 25°C geladen.
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Hiernach
wird die Erfindung genauer mit Bezug auf die Beispiele beschrieben.
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In
dem Beispiel in der Erfindung wird eine zylinderförmige Batterie
mit 18 mm im Durchmesser und 65 mm in der Höhe als eine Sekundärbatterie
für die
Bewertung hergestellt.
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(Erstes Beispiel)
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In
einer ersten Ausführungsform
wurden etwa 5 g eines Pulvers eines Übergangmetalloxids LiNiO2 (etwa 5 g), Kohlenstoff als ein leitfähiges Kohlenstoffhaltiges
Streckmittel und Polyvinylidenfluorid (PVDF) als ein Bindungsmittel
in dem Verhältnis
von 85:10:5 gemischt. Nachfolgend wurde eine positive Elektrode
durch gleichmäßiges Auftragen
der resultierenden Mischung auf eine dünne Aluminiumfolie als ein
Stromsammelmaterial ausgebildet.
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Eine
negative Elektrode wurde durch Aufbringen einer Mischung aus Graphit
und Polyvinylidenfluorid (PVDF) als das Bindungsmittel auf eine
dünne Kupferfolie
als ein Strom sammelndes Material ausgebildet.
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Ein
mikroporöser
Polyethylenfilm wurde als ein Separator verwendet.
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Eine
gemischte Lösung
wurde durch Mischen von EC (Ethylencarbonat) und DEC (Diethylencarbonat) in
dem Volumenmischungsverhältnis
von 50:50 zubereitet. Dann wurde der Elektrolyt durch Lösen eines
Lithiumsalzes LiPF6 in der resultierenden
Mischung, so dass die Konzentration ein 1 mol wurde, erhalten. Verschiedene
Typen der zylinderförmigen
Batterien wurden unter Verwendung von wenigstens einer Sorte von
Boroxinverbindungen (n von Bx(n):3 (Bx3) bzw. 7,2 (Bx7,2)). Wie
in der Tabelle 1 gezeigt, werden eine Boroxinverbindung, bei der
n in der chemischen Formel 2 3 ist (Bx3) und eine bei der n von
Bx (n) 7,2 (Bx7,2) (R' =
CH3) ist, hergestellt. "n" von
Bx (n) stellt eine durchschnittliche Zahl von n1, n2, n3 der chemischen
Formel 1 (n=(n1 + n2 + n3)/3) dar. Dann wird 0,005, 0,05 und 0,5
Mol (molare Menge bezogen auf 1 mol Lithiumsalz LiPF6) jeder
Boroxinverbindung zu dem Elektrolyt gegeben, um eine zylinderförmige Batterie
zu erzeugen.
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Die
geladene Kapazität
wird als SOC (state of charge; Ladungszustand) bezeichnet und wird
in Prozenten dargestellt (0 bis 100%). Bei der Bewertung wurde die
Leistung der Batterie dargestellt in Watt gemessen, wenn die Batterie
auf 60% (SOC war 60%) geladen wurde.
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Die
Leistung (Watt) der Batterie wurde in der folgenden Art und Weise
berechnet:
- 1. Jede Batterie wurde geladen bis
SOC 60% wurde.
- 2. Wenn SOC 60% wurde, wurde die Batterie bei einem konstanten
Strom entladen und die Spannung wurde 10 Sekunden nach dem Beginn
der Entladung gemessen.
- 3. Die Spannung wurde mehrmals bei verschiedenen Strömen in der
gleichen Art und Weise wie im vorher beschriebenen Schritt 2 gemessen.
- 4. Die Ströme
und die Spannung, die 10 Sekunden nach dem Beginn der Batterieentladung
gemessen wurden, auf die horizontale Achse bzw. die vertikale Achse
aufgetragen.
- 5. Die aufgetragenen Werte wurden linear angenähert und
der 3 V entsprechende Strom wurde berechnet (dargestellt als I3.0 V).
- 6. Die Leistung unter Verwendung eines Ausdrucks I3.0
V × 3,0
V (W = 1 V) berechnet.
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Die
Steigung der in den vorher beschriebenen Schritten 4 und 5 aufgetragene
Linie stellt einen internen Batteriewiderstand r (V = IR) dar. Wenn
der Wert für
R abnahm, nahm die Steigung der Linie ab und der Wert für I3.0 V stieg an, nämlich die Leistung stieg an
(Anstieg in der Leistung = Abstieg in dem inneren Widerstand).
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Die
Batterie erzeugte 4,1 V, wenn der SOC 100% war, 3,75 V, wenn der
SOC 60% war, und 3,0 V, wenn der SOC 0% war. Die Batterie wurde
von 3,0 V (SOC = 0%) auf 3,75 V (SOC = 60%) geladen, und die Leistung
Batterie, angegeben in Watt, wurde gemessen. Das Ergebnis der Messung
wird in der Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1
Additiv | Menge
des Additivs (mol/LiPF61 mol) | Leistung
bei 25°C (W) | Leistung
bei -30°C (W) | Leitfähigkeit (mS/cm) |
Keines | 0 | 40,5 | 2,58 | 7,80 |
Bx 3 | 0,005 | 40,6 | 3,06 | 7,75 |
0,05 | 41,4 | 3,97 | 7,50 |
0,5 | 22,0 | 1,02 | 4,25 |
Bx 7,2 | 0,005 | 40,4 | 2,43 | 7,65 |
0,05 | 41,0 | 3,23 | 7,20 |
0,5 | 15,0 | 0,56 | 2,90 |
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Wie
in der Tabelle 1 gezeigt, stieg die Leistung der Batterie an, wenn
0,05 mol der Boroxinverbindung (Bx) bezogen auf 1 mol Lithiumsalz
LIPF6 zugegeben wurde. Der Anstieg in der
Leistung war insbesondere bei -30°C
signifikant, was folglich eine bemerkenswerte Wirkung aufwies. Im
Gegensatz dazu wurde, wenn 0,5 mol der Boroxinverbindung zugegeben
wurden, die Leistung der Batterie geringer als die, die erzeugt
wurde, wenn keine Boroxinverbindung zugegeben wurde. Demgemäß wird angenommen,
dass der optimale Bereich für
die Menge des Additivs auf der Seite der kleinen Mengen liegt.
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(Zweites Beispiel)
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Eine
in der zweiten Ausführungsform
verwendete Batterie hatte den gleichen Aufbau wie die in der ersten
Ausführungsform
verwendete. Jedoch wurde alternativ das Übergangsmetalloxid LiMn2O4 verwendet, um die
positive Elektrode auszubilden, und ein Elektrolyt mit einer unterschiedlichen
Zusammensetzung der Mischung wird verwendet.
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Um
die positive Elektrode auszubilden, wurden LiMn2O4, leitfähiges
Material (Kohlenstoff) und PVDF auf eine Aluminiumfolie als das
Strom sammelnde Material der positiven Elektrode in einem Verhältnis von 85:10:5
aufgebracht.
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Um
die negative Elektrode auszubilden, wurde Kohlenstoff (Graphit)
mit dem zugesetzten PVDF als ein Bindungsmittel auf eine Kupferfolie
aufgebracht, welches das Strom sammelnde Material für die negative Elektrode
war.
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EC,
PC und DMC wurden in einem Verhältnis
von 30:20:50 gemischt, und LiPF6 wurde in
die resultierende Lösung
in einer Konzentration von 1 mol/L gelöst, um es als die elektrolytische
Lösung
zu verwenden. Wie in dem Beispiel 1 wurden zylinderförmige Batterien
unter Verwendung der Boroxinverbindungen (Bx3:n = 3, R' = CH3 in der chemischen
Formel 2) und Änderung
des molaren Verhältnisses
des Boroxins verglichen zu der elektrolytischen Lösung zu
0,02, 0,05, 0,1, 0,2 auf 1 mol LiPF6 bei
verschiedenen Temperaturen (25°C, -10°C, -30°C) hergestellt.
Die resultierenden abgegebenen Leistungen der verschiedenen Batterien
wurden gemessen. Derweil erzeugte die Batterie in Beispiel 2 etwa
3,64 V, wenn sie auf 40% geladen wurde, d. h. (SOC 40% = etwa 3,64
V).
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Die
Messergebnisse werden in der Tabelle 2 gezeigt. Tabelle 2
Additiv | Menge
des Additivs (mol/1 mol LiPF6) | Abgegebene
Leistung bei 25°C
(W) | Abgegebene
Leistung bei 30°C
(W) | Abgegebene
Leistung bei 30°C
(W) |
Keines | 0 | 38,4 | 10,6 | 1,38 |
Bx 3 | 0,02 | 38,2 | 12,0 | 1,89 |
0,05 | 40,4 | 14,8 | 2,21 |
0,1 | 38,1 | 12,1 | 1,75 |
0,2 | 33,0 | 10,2 | 1,17 |
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Wie
in der Tabelle 2 gezeigt, war bei 25°C, -10°C und -30°C, wenn die Menge der zugesetzten
Boroxinverbindung zwischen 0,02 mol/LiPF6 1
mol und 0,1 mol/LiPF6 1 mol ist, die Leistung
der Batterie höher
als die Leistung, die erzeugt wurde, wenn keine Boroxinverbindung
zugesetzt wurde. Insbesondere wenn 0,05 mol der Boroxinverbindung
bezogen auf 1 mol des Lithiumsalzes LiPF6 zugegeben
wurde, war die erzeugte Leistung signifikant erhöht. Dies zeigt, dass die Zugabe
der Boroxinverbindung wirksam ist. Es zeigt ebenfalls aus den in
der Tabelle 2 gezeigten Ergebnissen an, dass die Zugabe der Boroxinverbindung
in einer Menge im Bereich von 0,005 mol/1 mol LiPF6 und
0,5 mol/1 mol LiPF6 besonders wirkungsvoll
ist.
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(Vergleichsbeispiel)
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Die
Batterie des Vergleichsbeispiels hatte den gleichen Aufbau wie die
des ersten Beispiels. Eine positive Elektrode der Batterie wurde
durch Aufbringen von LiNiO2, von leitfähigem Material
(Kohlenstoff) und PVDF auf eine Aluminiumfolie als das Strom sammelnde
Material der positiven Elektrode in einem Mischungsverhältnis von
85:10:5 hergestellt.
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Eine
negative Elektrode der Batterie wurde durch Aufbringen von Kohlenstoff
(Graphit) mit dem zugesetzten PVDF als Bindungsmittel auf eine Kupferfolie
als das Strom sammelnde Material der negativen Elektrode ausgebildet.
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Die
elektrolytische Lösung
wurde durch Lösen
von LiPF6 in der Lösung in einer Konzentration
von 1 mol/l hergestellt. Die Zusammensetzung des Lösungsmittels
ist 1 M LiPF6 EC/DEC = 50/50 + α = Bx.
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In
diesem Beispiel wurden Bx3 (die Boroxinverbindung in dem zweiten
Beispiel), Bxa (eine durch die chemische Formel 3 dargestellte Verbindung),
Bxb (eine durch die chemische Formel 4 dargestellte Verbindung)
wie in der zweiten Ausführungsform
entsprechend zu den elektrolytischen Lösungen gegeben, die gleiche
Konzentrationen des Lithiums enthalten. Die Leistung der Batterie
wird dann unter Verwendung der entsprechenden Elektrolyte, die auf
diese Weise erhalten wurden, und eines Elektrolyts, das keine Verbindung enthält, bei
-30°C verglichen,
wie in der
1 gezeigt. Formel
3
Formel
4
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Gemäß dem Ergebnis
war, wenn 0,05 mol der Boroxinverbindung bezogen auf 1 mol LiPF6 zugegeben wurde, die Leistung der Batterie
höher als
die, die erzeugt wird, wenn ein herkömmliches Additiv für die Vermeidung
des Kapazitätsverlust
zugegeben wurde. Hierbei zeigt das Ergebnis, dass die Zugabe selbst
einer geringen Menge der Boroxinverbindung wirksam ist.
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Wie
vorher beschrieben, kann die Lithiumsekundärbatterie der Erfindung, bei
der eine vorbestimmte Menge der Boroxinverbindung einschließlich Alkylenoxidketten
zu der elektrolytischen Lösung
gegeben wird, eine erhöhte
Leistung erzeugen, insbesondere bei einer geringen Temperatur von
-30°C, und
kann daher wirkungsvoll anstelle einer herkömmlichen Batterie verwendet
werden, deren Leistung bei niedriger Temperatur sinkt.
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Eine
Sekundärbatterie
mit einem nicht-wässrigen
Elektrolyt enthält
positive und negative Elektroden, einen Separator, einen nicht-wässrigen
Elektrolyt, der durch Lösen
eines Lithiumsalzes in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel bereitgestellt
wird. Das nicht-wässrige
Elektrolyt enthält
eine Verbindung, wie in der folgenden chemischen Formel gezeigt,
und hat einen Boroxinring und Polyalkylenoxidketten:
wobei AIK
1,
AIK
2, AIK
3 identisch
miteinander oder unterschiedlich voneinander sind, wobei jedes von
AIK
1, AIK
2, AIK
3 eine Art von Alkylen mit einer Kohlenstoffanzahl
von 2 oder 3 darstellt, und R'
1, R'
2, R'
3 identisch miteinander oder unterschiedlich
voneinander sind, wobei jedes von R'
1, R'
2,
R'
3 eine
Art von Alkyl mit einer Kohlenstoffanzahl von 1 oder 2 darstellt.