JP2014519691A - 非水性有機溶媒の四元混合物を含有するリチウム電池用液体電解質 - Google Patents
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Abstract
− 10質量%〜30質量%のエチレンカーボネート(EC)、
− 10質量%〜30質量%のジエチルカーボネート(DEC)、
− 10質量%〜30質量%のテトラヒドロフラン(THF)、および
− 10質量%〜70質量%のエチルメチルカーボネート(EMC)
を含む。
四元混合物は、好ましくは1/1/1/3の質量比のEC/DEC/THF/EMC混合物である。
本発明による液体電解質はリチウム電池における使用に特に好適である。
Description
− 負極が金属リチウムで構成される一次電池または金属リチウム電池、および
− リチウムがイオン状態にとどまり、正極の活物質および負極の活物質中のリチウムの挿入もしくは抽出(またはインターカレーション・デインターカレーション)の原理に基づいて作動する二次電池。
− 頭字語ECでも知られる、エチレンカーボネート、
− 頭字語DECでも知られる、ジエチルカーボネート、
− 頭字語THFでも知られる、テトラヒドロフラン、および
− 頭字語EMCでも知られる、エチルメチルカーボネート
によって形成される。
− 0.5質量%〜33質量%のエチレンカーボネート(EC)、
− 0.5質量%〜33質量%のジエチルカーボネート(DEC)、
− 0.5質量%〜33質量%のテトラヒドロフラン(THF)、および
− 1.5質量%〜98.5質量%のエチルメチルカーボネート(EMC)
を含有する。
− 10質量%〜30質量%のエチレンカーボネート(EC)、
− 10質量%〜30質量%のジエチルカーボネート(DEC)、
− 10質量%〜30質量%のテトラヒドロフラン(THF)、および
− 10質量%〜70質量%のエチルメチルカーボネート(EMC)
を含有する。
− 正の活物質を含む正極、
− 負の活物質を含む負極、
− および正極と負極との間に配置され、電解質で浸されたセパレータ
を含むリチウム電池に特に好適である。
A1と表示されるボタン電池型の一次リチウム電池を、それぞれ正極および負極に相当する活物質対MnO2//Limetから製造する。
− 94質量%のMnO2活物質、
− 5質量%の、電子伝導材料としてTimcalにより販売されているSFG6グラファイト、および
− バインダーとして水中60質量%溶液の、1質量%のポリテトラフルオロエチレン(PTFE)
を堆積させることによって形成される。
A2と表示されるボタン電池型のリチウム電池を、それぞれ正極および負極に対応する活物質対であるLiFePO4//Cgrから製造する。
− 90質量%のLiFePO4活物質、
− 4質量%の、導電性材料として使用されるカーボンブラック、および
− 6質量%のバインダーとしてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)
を堆積させることによって形成される。
− 75%のカーボングラファイト材料、19〜20%の繊維(tenax)および6〜5%のカーボンブラックによって形成される96質量%の活物質、
− 2質量%の、電極増粘剤およびバインダーとして使用されるカルボキシメチルセルロース、ならびに
− 2質量%の、エラストマーとして使用されるニトリルブタジエンゴム(NBR)
を堆積させることによって形成される。
− C/20−D/20の充放電速度、周囲温度での2つの形成サイクル、
− C/20−D/20速度、−20℃での5回の充放電サイクル
− C/10−D/10速度、−20℃での100回の充放電サイクル。
Claims (14)
- 非水性有機溶媒の四元混合物中に溶解させたリチウム塩を含んでなるリチウム電池用の液体電解質であって、前記リチウム塩が過塩素酸リチウム(LiClO4)であることを特徴とし、前記四元混合物が、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、テトラヒドロフラン(THF)およびエチルメチルカーボネート(EMC)によって構成されることを特徴とする、液体電解質。
- 前記四元混合物中に溶解させた過塩素酸リチウム(LiClO4)によって構成されることを特徴とする、請求項1に記載の電解質。
- 前記四元混合物が、前記有機溶媒のそれぞれを少なくとも5質量%含有することを特徴とする、請求項1および2のうちの一項に記載の電解質。
- − 10質量%〜30質量%のエチレンカーボネート(EC)、
− 10質量%〜30質量%のジエチルカーボネート(DEC)、
− 10質量%〜30質量%のテトラヒドロフラン(THE)、および
− 10質量%〜70質量%のエチルメチルカーボネート(EMC)
を含有することを特徴とする、請求項3に記載の電解質。 - 前記四元混合物が、それぞれ1/1/1/3の質量比のエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/テトラヒドロフラン/エチルメチルカーボネート(EC/DEC/THF/EMC)混合物であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電解質。
- LiClO4リチウム塩の濃度が、0.1mol.L−1〜6mol.L−1に含まれ、好ましくは1mol.L−1±0.2に等しいことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電解質。
- リチウム電池における、請求項1〜6のいずれか一項に記載の液体電解質の使用。
- リチウム電池が、
− 正の活物質を含む正極、
− 負の活物質を含む負極、
− および正極と負極との間に配置され、電解質で浸されたセパレータ
を含んでなることを特徴とする、請求項7に記載の使用。 - 前記負の活物質が金属リチウムであることを特徴とする、請求項8に記載の使用。
- 前記正の活物質がMnO2およびNiO2から選択されることを特徴とする、請求項9に記載の使用。
- 前記正の活物質がMnO2であることを特徴とする、請求項10に記載の使用。
- 前記負の活物質が、カーボングラファイト(Cgr)、Li4Ti5O12、ケイ素および炭化ケイ素から選択されることを特徴とする、請求項8に記載の使用。
- 前記正の活物質が、LiFePO4、LiNi0.33Mn0.33Co0.33O2、x、yおよびzの値の合計が1に等しいLiNixCoyAlzO2、LiMnO2、LiNiO2、ならびにxが0.4〜0.5に含まれ、yが1.5〜1.6に含まれるLiNixMnyO4から選択されることを特徴とする、請求項12に記載の使用。
- 前記正の活物質がLiFePO4であり、前記負の活物質がカーボングラファイト(Cgr)であることを特徴とする、請求項12および13のうちの一項に記載の使用。
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