JP2597092B2 - リチウム二次電池 - Google Patents

リチウム二次電池

Info

Publication number
JP2597092B2
JP2597092B2 JP61266407A JP26640786A JP2597092B2 JP 2597092 B2 JP2597092 B2 JP 2597092B2 JP 61266407 A JP61266407 A JP 61266407A JP 26640786 A JP26640786 A JP 26640786A JP 2597092 B2 JP2597092 B2 JP 2597092B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lithium
electrolyte
negative electrode
secondary battery
electrolytic solution
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61266407A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63121268A (ja
Inventor
一三 由光
房次 喜多
耕三 梶田
俊勝 真辺
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Maxell Energy Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Energy Ltd filed Critical Hitachi Maxell Energy Ltd
Priority to JP61266407A priority Critical patent/JP2597092B2/ja
Publication of JPS63121268A publication Critical patent/JPS63121268A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2597092B2 publication Critical patent/JP2597092B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators 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
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0568Liquid materials characterised by the solutes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はリチウム二次電池に係わり、さらに詳しく
はその電解液の改良に関する。
〔従来の技術〕
従来、リチウム二次電池では、負極に金属リチウムを
用いていたが、充放電サイクルの繰り返しにより、負極
が劣化するという問題があった。これは充電時にリチウ
ムがデンドライト状(樹枝状)に析出し、このデンドラ
イト状に析出した電着リチウムが非常に活性で電解液中
の成分と反応して負極表面に不働態膜を形成したり、あ
るいは上記デンドライト状リチウムが充放電の繰り返し
により成長して、その根元から折れて脱落し充放電反応
に利用できなくなるからである。また、充放電の繰り返
しによって成長したデンドライト状リチウムが正極と負
極とを隔離するセパレータを貫通し、正極と接触して内
部短絡を引き起こし、電池としての機能を喪失させると
いう問題も発生した。
そのため、リチウム−アルミニウム合金を負極に用い
ることによって、負極の劣化を防止し、充放電サイクル
特性を向上させることが提案されている(例えば、米国
特許第4,002,492号明細書)。
上記のような負極にリチウム−アルミニウム合金を用
いる提案は、充電時に、リチウムとアルミニウムとの電
気化学的合金化反応を利用して、リチウムをアルミニウ
ム中に拡散させ、電着リチウムの電解液との反応やデン
ドライト成長を抑制して充放電サイクル特性を向上させ
ようとするものであるが、充電時におけるリチウムとア
ルミニウムとの電気化学的合金化反応が充分に速いとは
いえず、それのみによっては必ずしも満足し得るほどの
充放電サイクル特性の向上は得られなかった。
また、電解液に添加剤を添加して充放電サイクル特性
を向上させる各種提案もなされているが、以下に示すよ
うに、それらも期待されたほどの効果をあげていない。
例えば、米国特許第4,374,910号明細書には、電解液に
2−メトキシエタノールや2−メチルテトラヒドロフラ
ンなどを添加することが提案され、Electrochimica,Act
a.,Vol.22、P75〜83(1977)には電解液にニトロメタン
やSO2を添加することが提案され、また特開昭58−87777
号公報には電解液にエチレンジアミンまたはその誘導体
を添加することが提案されている。
これらはいずれも添加剤がリチウムと反応して負極表
面にイオン伝導性の被膜を形成し、該被膜によってリチ
ウムと電解液との直接接触を避けて充放電サイクル特性
を向上させようとするものであるが、充放電サイクルを
繰り返すとリチウムが粉末化して負極の反応面積が広が
っていくのに対し、上記添加剤に基づく被膜形成がそれ
に追従できず、結局は活性な電着リチウムが電解液と直
接接触することになり、電着リチウムと電解液との反応
が生じて、負極が劣化し、期待されたほどには充放電サ
イクル特性の向上を達成できなかった。
また、SO2を添加した場合、正極活物質が二硫化チタ
ン(TiS2)であると、SO2が二硫化チタンと反応して、
正極活物質表面に不働態膜を形成し、二硫化チタンが放
電できなくなるという問題もあった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
この発明は、上記従来製品の充放電サイクル特性が充
分でなかったという問題点を解決し、リチウムの可逆性
を高めて充放電サイクル特性の優れたリチウム二次電池
を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、電解液に後に詳述する一般式(I)で示さ
れる第4ホスホニウム塩を添加することによって、電着
リチウムと電解液との反応を防止して、充放電サイクル
特性を高めたものである。
すなわち、電解液に第4ホスホニウム塩を添加する
と、この第4ホスホニウム塩が電解液中で解離して、第
4ホスホニウムカチオンが電解液中に存在するようにな
るが、この第4ホスホニウムカチオンが充電時に負極の
リチウム表面にイオン状態のバリヤー層を形成し、この
第4ホスホニウムカチオンのバリヤー層がリチウムイオ
ンに溶媒和した電解液溶媒と電着リチウムとの反応を防
止するようになるものと考えられる。そして、このバリ
ヤー層は電解液中に存在する第4ホスホニウムカチオン
によって電着リチウムの生成とほぼ同時にその表面に形
成されるので、充放電サイクルの繰り返しによって、負
極のリチウム表面が凹凸化したり、あるいは粉末化して
表面積が増大するなど、負極のリチウム表面の形態が変
化しても、そのような負極の形態のいかんにかかわら
ず、第4ホスホニウムカチオンによるバリヤー層が電着
リチウムの生成とほぼ同時に形成され、電着リチウムと
電解液との反応が防止されるようになり、それによって
リチウムの充放電可逆性が高まり、電池の充放電サイク
ル特性が向上する。
本発明において電解液に添加される第4ホスホニウム
塩は、次の一般式(I)で示される。
(式中、R1−、R2−、R3−、R4−はCH3−、C2H5−、i
−C3H7−、 n−C3H7−、n−C4H9−、 n−C6H13−、C6H5−、 p−CH3C6H5−およびP−FC6H5−よりなる群から選ばれ
るもので、R1−、 R2−、R3−、R4−は同一であってもよく、また異なって
いてもよい。X-はCl-、Br-、I-、NO3 -、ClO4 - PF6 -、AsF6 -、SCH-、BF4 -、B(C6H54 -、 B(P−FC6H54 -、 B(P−FC6H53CH3 -および SbF6 -よりなる群から選ばれるものである) 上記一般式(I)で示される第4ホスホニウム塩は、
そのアニオン部分、つまりX-部分が大きなものは有機溶
媒に可溶で、したがって電解液に可溶であって、ただち
に第4ホスホニウムカチオンとアニオンに解離し、その
第4ホスホニウムカチオンが前述のように電着リチウム
表面にバリヤー層を形成して電着リチウムと電解液との
反応を防止して、充放電サイクル特性を向上させる。一
方、上記一般式(I)で示される第4ホスホニウム塩の
X-部分が小さいものは、有機溶媒に不溶であるが、電解
液にイオン状態で存在するLiPF6、LiAsF6などの電解質
のリチウムイオン(Li+)と第4ホスホニウムカチオン
とがイオン交換して一部が解離して溶解するようにな
り、その第4ホスホニウムカチオンが前述のように電着
リチウム表面にバリヤー層を形成して電着リチウムと電
解液との反応を防止し、リチウムの可逆性を高めて充放
電サイクル特性を向上させる。
上記のように、一般式(I)で示される第4ホスホニ
ウム塩において、そのX-部分は小さくても使用可能であ
るが、溶解性の関係から、X-部分の大きいものの方が好
ましく、特に電解液に使用される電解質のアニオン、例
えばPF6 -、AsF6 -、SbF6 -、BF4 -、ClO4 -、B(C6H54 -
などが好まれる。
これに対し、R1、R2、R3、R4などで示される炭化水素
基またはハロ置換炭化水素基部分の代表的なものとして
は、例えばテトラ−n−ブチル、テトラフェニル、エチ
ルトリフェニル、n−ブチルトリフェニル、n−プロピ
ルトリフェニル、i−プロピルトリフェニル、n−ヘキ
シルトリフェニル、テトラ−n−プロピルなどがあげら
れる。
一般式(I)で示される第4ホスホニウム塩の添加量
としては、0.001mol/以上、望ましくは0.01mol/以
上とするのが好ましい。これは上記第4ホスホニウム塩
の添加量が0.001mol/より少なくなると第4ホスホニ
ウムカチオンよりなるバリヤー効果が充分に発揮されな
くなるからである。
一方、一般式(I)で示される第4ホスホニウム塩の
添加量の上限としては、負極にリチウムを用いるか、負
極にリチウム合金を用いるかによって異なり、負極にリ
チウムを用いる場合には、一般式(I)で示される第4
ホスホニウム塩の添加量を0.001〜0.3mol/の範囲にす
るのが好ましく、負極にリチウム合金を用いる場合に
は、一般式(I)で示される第4ホスホニムウ塩の添加
量を0.001〜0.8mol/の範囲にするのが好ましい。これ
は電解液中への一般式(I)で示される第4ホスホニウ
ム塩の添加量が多くなると、第4ホスホニウム塩による
バリヤー層の密度が高くなって、充電時の電着面積を減
少させ、局部的電流密度の増大→デンドライト成長→ソ
フトショーティングを起こしやすくなるからである。
本発明の電池において、負極にはリチウムまたはリチ
ウム合金が用いられる。リチウム合金としては、例えば
リチウム−アルミニウム、リチウム−鉛、リチウム−ガ
リウム、リチウム−インジウム、リチウム−ガリウム−
インジウム、リチウム−マグネシウム、リチウム−亜
鉛、リチウム−ビスマスなどのリチウム合金や、それら
のリチウム合金にさらに他の金属を少量添加したリチウ
ム合金などが用いられる。
リチウムイオン伝導性有機非水電解液としては、例え
ば1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン、エ
チレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブ
チロラクトン、テトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラ
ン、4−メチル−1,3−ジオキソランなどの単独または
2種以上の混合溶媒に、例えばLiClO4、LiPF6、LiAs
F6、LiSbF6、LiBF4、LiB(C6H5などの電解質を1種
または2種以上溶解した有機非水電解液が用いられる。
また、上記電解液中におけるLiPF6などの電解質を安定
化させるために、例えばヘキサメチルホスホリックトリ
アミドなどの安定化剤を電解液中に加えておくことも好
ましく採用される。
そして、正極活物質としては、例えば二硫化チタン
(TiS2)、二硫化モリブデン(MoS2)、三硫化モリブデ
ン(MoS3)、二硫化鉄(FeS2)、硫化ジルコニウム(Zr
S2)、二硫化ニオブ(NbS2)、三硫化リンニッケル(Ni
PS3)、バナジウムセレナイド(VSe2)などの遷移金属
のカルコゲン化合物が用いられる。特に二硫化チタンは
結晶構造が層状で、その内部でのリチウムイオンの拡散
定数が大きく、この二硫化チタンを正極活物質として用
いると、正極側における充放電反応がスムーズに進行
し、リチウムの可逆性が良好になることから好用され
る。
〔実施例〕
つぎに実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明す
る。
実施例1 次に示す負極、正極および電解液を発電要素として用
い、第1図に示す構造で直径20.0mm、高さ1.6mmのボタ
ン形リチウム二次電池を作製した。
負極はリチウム−アルミニウム合金からなり、このリ
チウム−アルミニウム合金は厚さ0.1mm、直径8.0mmのリ
チウム板2枚と、厚さ0.3mm、直径8.0mmのアルミニウム
板とを負極缶内に一方のリチウム板、アルミニウム板、
他方のリチウム板の順に配置し、以後、常法に準じて電
池組立を行い、電解液の存在下でリチウムとアルミニム
とを電気化学的に合金化したものであり、この負極のリ
チウムの理論電気量は約22mAhである。
正極は正極活物質として二硫化チタンを用い、この二
硫化チタン粉末100重量部とポリテトラフルオルエチレ
ン粉末5重量部とを混合した合剤を加圧成形したペレッ
ト状のもので、この正極の理論電気量は約8mAhである。
電解液には4−メチル−1,3−ジオキソラン60容量
%、1,2−ジメトキシエタン34.8容量%およびヘキサメ
チルホスホリックアミド5.2容量%からなる混合溶媒にL
iPF6を1.0mol/溶解した有機非水電解液〔以後、この
電解液の組成を1M LiPF6/4−Me−Diox:DME:HMPA(60:3
4.8:5.2v/v%)と表示する〕を用い、電池組立に際して
は、この電解液にn−ブチルトリフェニルホスホニウム
ヘキサフルオロホスフェイトを0.05mol/添加した。
なお、第1図において、1は負極で、この負極1は前
述のように電池内でリチウムとアルミニウムと合金化さ
せたリチウム−アルミニウム合金よりなるもである。2
は正極で、この正極2は前述のように二硫化チタンを活
物質とする成形合剤よりなるものである。
3は微孔性ポリプロピレンフイルムからなるセパレー
タで、4はポリプロピレン不織布からなる電解液吸収体
であり、前述のごとくn−ブチルトリフェニルホスホニ
ウムヘキサフルオロホスフェイトを添加した電解液は主
としてこの電解液吸収体4、セパレータ3および正極2
内に含振して保持されている。5はステンレス鋼製で表
面にニッケルメッキを施してなる負極缶で、6は負極缶
5の内面にスポット溶接したステンレス鋼製網よりなる
負極側の集電体である。7は正極缶で、この正極缶7は
前述負極缶5と同様にステンレス鋼製で表面にニッケル
メッキが施されている。8はステンレス鋼製網よりなる
正極側の集電体で、正極2の加圧成形時にその一方の面
に配設されたものである。9はポリプロピレン製の環状
ガスケットであり、10はポリプロピレン製のスペーサで
ある。
実施例2 実施例1と同組成の電解液〔組成:1M LiPF6/4−Me−
Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕にテトラ−n−
ブチルホスホニウムヘキサフルオロホスフェイトを0.08
mol/添加したほかは実施例1と同様の構成からなるボ
タン形リチウム二次電池を作製した。
比較例1 実施例1と同組成の電解液〔組成:1M LiPF6/4−Me−
Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕を実施例1のよ
うにn−ブチルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオ
ロホスフェイトを添加することなくそのまま用いたほか
は実施例1と同様の構成からなるボタン形リチウム二次
電池を作製した。
上記実施例1〜2の電池および比較例1の電池を放電
電流2.5mA、充電電流0.5mAで、放電終止電圧1.5V、充電
終止電圧2.2Vで充放電を繰り返し、3mAh放電可能なサイ
クル数を調べ、その結果を第1表に示した。
第1表に示すように、1M LiPF6/4−Me−Diox:DME:HM
PA(60:34.8:5.2v/v%)系の電解液を用いる場合におい
て、n−ブチルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオ
ロホスフェイトを添加した実施例1やテトラ−n−ブチ
ルホスホニウムヘキサフルオロホスフェイトを添加した
実施例2は、それらを添加していない比較例1に比べ
て、3mAh放電可能なサイクル数が多く、充放電サイクル
特性が優れていた。
実施例3 電解液として4−メチル−1,3−ジオキソラン60容量
%、1,2−ジメトキシエタン34.8容量%およびヘキサメ
チルホスホリックトリアミド5.2容量%からなる混合溶
媒にLiAsF6を1mol/溶解した有機非水電解液〔以後、
この電解液の組成を1M LiAsF6/4−Me−Deix:DME:HMPA
(60:34.8:5.2v/v%)と表示する〕を用い、この電解液
にn−ブチルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロ
アルセネートを0.05mol/添加したほかは実施例1と同
様の構成からなるボタン形リチウム二次電池を作製し
た。
実施例4 実施例3と同組成の電解液〔組成:1M LiAsF6/4−Me
−Deix:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕にテトラ−n
−ブチルホスホニウムヘキサフルオロアルセネートを0.
1mol/添加したほかは実施例3と同様の構成からなる
ボタン形リチウム二次電池を作製した。
比較例2 実施例3と同組成の電解液〔組成:1M LiAsF6/4−Me
−Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕を実施例3の
ようにn−ブチルトリフェニルホスホニウムヘキサフル
オロアルセネートを添加することなくそのまま用いたほ
かは実施例3と同様の構成からなるボタン形リチウム二
次電池を作製した。
上記実施例3〜4の電池および比較例2の電池を実施
例1の電池と同条件下で充放電を繰り返し、3mAh放電可
能なサイクル数を調べ、その結果を第2表に示した。
第2表に示すように、1M LiAsF6/4−Me−Diox:DME:H
MPA(60:34.8:5.2v/v%)系の電解液を用いる場合にお
いて、n−ブチルトリフェニルホスホニウムヘキサフル
オロアルセネートを添加した実施例3やテトラ−n−ブ
チルホスホニウムヘキサフルオロアルセネートを添加し
た実施例4は、それらを添加していない比較例2に比べ
て、3mAh放電可能なサイクル数が多く、充放電サイクル
特性が優れていた。
実施例5 電解液として、プロピレンカーボネート60容量%と1,
2−ジメトキシエタン40容量%からなる混合溶媒にLiAsF
6を1.0mol/溶解を有機非水電解液〔以後、この電解液
の組成を1M LiAsF6/PC:DEM(60:40v/v%)と表示す
る〕を用い、この電解液にn−ブチルトリフェニルホス
ホニウムヘキサフルオロアルセネートを0.04mol/添加
したほかは実施例1と同様の構成からなるボタン形リチ
ウム二次電池を作製した。
比較例3 実施例5と同組成の電解液〔組成:1M LiAsF6/PC:DEM
(60:40v/v%)〕を実施例5のようにn−ブチルトリフ
ェニルホスホニウムヘキサフルオロアルセネートを添加
することなくそのまま用いたほかは実施例5と同様の構
成からなるボタン形リチウム二次電池を作製した。
上記実施例5の電池および比較例3の電池を前記実施
例1の電池と同条件下で充放電を繰り返し、3mAh放電可
能なサイクル数を調べ、その結果を第3表に示した。
第3表に示すように、1M LiAsF6/PC:DEM(60:40v/v
%)系の電解液を用いる場合において、n−ブチルトリ
フェニルホスホニウムヘキサフルオロアルセネートを添
加した実施例5は、上記n−ブチルトリフェニルホスホ
ニウムヘキサフルオロアルセネートを添加していない比
較例3に比べて、3mAh放電可能なサイクル数が多く、充
放電サイクル特性が優れていた。
実施例6 次に示す負極、正極、電解液を発電要素として、第2
図に示すような構造の単3形渦巻形リチウム二次電池を
作製した。
負極には厚さ0.2mm、幅40mm、長さ80mmのリチウムシ
ートを用い、正極には二硫化チタン粉末100重量部とポ
リテトラフルオルエチレン粉末10重量部とを混合した合
剤粉末を網目60メッシュのステンレス鋼製網からなる集
電体を芯材として厚さ0.3mm、長さ100mm、幅35mmのシー
ト状に成形したものを用いた。
電解液には前記実施例1の場合と同組成の電解液〔組
成:1M LiPF6/4−Me−Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v
%)〕を用い、これにn−プロピルトリフェニルホスホ
ニウムヘキサフルオロホスフェイトを0.02mol/添加
し、このn−プロピルトリフェニルホスホニウムヘキサ
フルオロホスフェイトを添加した電解液と前記負極およ
び正極を発電要素として前述のごとく第2図に示す構造
の渦巻形リチウム二次電池を作製した。
第2図において、11は前記のリチウムシートを渦巻状
に巻回してなる負極であり、リチウムシートを渦巻状に
巻回するにあっては、リード線23付きの巻き芯22を一端
にスポット溶接しておいた網目350メッシュのステンレ
ス鋼製網からなる負極側の集電体(図示せず)に上記リ
チウムシートを圧着し、該リチウムシートを筒状にした
微孔性ポリプロピレンフイルムからなるセパレータ13に
差し込んでいる。
12は正極であり、この正極12は前述のような二硫化チ
タンを活物質とする正極合剤シートを渦巻状に巻回した
もので、その渦巻状への巻回にあたっては、正極合剤シ
ートの芯材となっている集電体(図示せず)の末端(つ
まり巻き初め側でない方の端部)に厚さ20μmでステン
レス鋼製の集電ホイル24をスポット溶接し、上記正極合
剤シートを筒状にしたポリプロピレン不織布からなる電
解液吸収体14に上記集電ホイル24が露出するようにして
差し込んでいる。
そして、上記負極側部材と正極側部材とを重ね合わ
せ、巻き芯22を軸にして渦巻状に巻回し、いわゆる渦巻
電極を作製して、負極11および正極12は渦巻状の状態で
電池容器15内に収容されている。なお、この第2図で
は、繁雑化を避けるため、セパレータ13および電解液吸
収体14のハッチングは省略している。
電池容器15はステンレス鋼製で、16は前述のn−プロ
ピルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェ
イトを添加した電解液である。17は底部絶縁材、18は上
部絶縁材であり、ポリプロピレン不織布で構成され、上
記絶縁材18のほぼ中央部にはリード線23の上部が上下方
向に貫通している。
19は電池蓋であり、この電池蓋19は環状でステンレス
鋼で構成されており、その外周側の周縁立ち上がり部は
前記電池容器15の開口端部と溶接されている。そして、
電池蓋19の内周側にはガラスシール20を介して集電端子
21が設けられている。集電端子21はステンレス鋼製のパ
イプの上端を封止したもので、電池組立時にはパイプ状
をしており、電解液はこの電池蓋19に取り付けられたパ
イプから真空含浸法により電池内に注入され、電解液注
入後にパイプの上端を該パイプ内に差し込まれたニッケ
ル製のリード線23の上端部と共に溶接して封止したもの
である。
巻き芯22は直径1.5mmのニッケル棒からなり、この巻
き芯22には、前述したように、渦巻電極の作製にあたっ
てリチウムシートを圧着したステンレス鋼製網からなる
集電体(図示せず)の一端が溶接されており、そのた
め、巻き芯22は負極側の集電体としての機能を兼ねてい
て、上記電池蓋19の中央部に取り付けられた集電端子21
はリード線23を介しての巻き芯22との接続により負極端
子として働く。
一方、電池容器15の内面には、正極側の集電体の末端
に溶接した集電ホイル24が接触していて、電池容器15は
正極端子としての機能を兼ねており、電池蓋19も電池容
器15との溶接によって正極端子としての機能を有してい
る。そして、前記ガラスシール20は電池蓋19と集電端子
21との間を封止するとともにそれらの間を絶縁してい
る。
実施例7 実施例6と同組成の電解液〔組成:1M LiPF6/4−Me−
Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕にn−ヘキシル
トリフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェイト
を0.01mol/添加したほかは実施例6と同様の構成から
なる渦巻形リチウム二次電池を作製した。
比較例4 実施例6と同組成の電解液〔組成:1M LiPF6/4−Me−
Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕を実施例6のよ
うにn−プロピルトリフェニルホスホニウムヘキサフル
オロホスフェイトを添加することなくそのまま用いたほ
かは実施例6と同様の構成からなる渦巻形リチウム二次
電池を作製した。
上記実施例6〜7の電池および比較例4の電池を放電
電流100mA、充電電流50mA、放電終止電圧1.5V、充電終
止電圧2.6Vの条件下で充放電を繰り返し、100mAh放電可
能なサイクル数を調べ、その結果を第4表に示した。
第4表に示すように、1M LiPF6/4−Me−Diox:DME:HM
PA(60:34.8:5.2v/v%)系の電解液を用い、負極にリチ
ウムを用いた渦巻形リチウム二次電池においても、電解
液にn−プロピルトリフェニルホスホニウムヘキサフル
オロホスフェイトを添加した実施例6やn−ヘキシルト
リフェニルホスホニウムヘキサフルオロホスフェイトを
添加した実施例7は、それらを添加していない比較例4
に比べて、100mAh放電可能なサイクル数が多く、充放電
サイクル特性が優れていた。
実施例8 実施例3と同組成の電解液〔組成:1M LiAsF6/4−Me
−Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕にn−プロピ
ルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアルセネー
トを0.02mol/添加したほかは実施例6と同様の構成か
らなる渦巻形リチウム二次電池を作製した。
実施例9 実施例8と同組成の電解液〔組成:1M LiAsF6/4−Me
−Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕にn−ヘキシ
ルトリフェニルホスホニウムヘキサフルオロアルセネー
トを0.01mol/添加したほかは実施例8と同様の構成か
らなる渦巻形リチウム二次電池を作製した。
比較例5 実施例8と同組成の電解液〔組成:1M LiAsF6/4−Me
−Diox:DME:HMPA(60:34.8:5.2v/v%)〕を実施例8の
ようにn−プロピルフェニルホスホニウムヘキサフルオ
ロアルセネートを添加することなくそのまま用いたほか
は実施例8と同様の構成からなる渦巻形リチウム二次電
池を作製した。
上記実施例8〜9の電池および比較例5の電池を前記
実施例6の電池と同条件下で充放電を繰り返し、100mAh
放電可能なサイクル数を調べ、その結果を第5表に示し
た。
第5表に示すように、1M LiAsF6/4−Me−Diox:DME:H
MPA(60:34.8:5.2v/v%)系の電解液を用い、負極にリ
チウムを用いた渦巻形リチウム二次電池においても、電
解液にn−ピロプルフェニルホスホニウムヘキサフルオ
ロアルセネートを添加した実施例9やn−ヘキシルトリ
フェニルホスホニウムヘキサフルオロアルセネートを添
加した実施例9は、それらを添加していない比較例5に
比べて、100mAh放電可能なサイクル数が多く、充放電サ
イクル特性が優れていた。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では電解液に一般式
(I)で示される第4ホスホニウム塩を添加することに
より、充放電サイクル特性の優れたリチウム二次電池を
提供することができた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るボタン形リチウム二次電池の一例
を示す断面図であり、第2図は本発明に係る渦巻形リチ
ウム二次電池の一例を示す断面図である。 1,11……負極、2,12……正極、3,13……セパレータ、4,
14……電解液吸収体、16……電解液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真辺 俊勝 茨木市丑寅1丁目1番88号 日立マクセ ル株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−41777(JP,A) 特開 昭61−64081(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極、リチウムイオン伝導性有機非水電解
    液およびリチウムまたはリチウム合金からなる負極を備
    えてなるリチウム二次電池において、上記電解液に一般
    式(I) (式中、R1−、R2−、R3−、R4−はCH3−、C2H5−、i
    −C3H7−、 n−C3H7−、n−C4H9−、 n−C6H13−、C6H5−、 p−CH3C6H5−およびP−FC6H5−よりなる群から選ばれ
    るもので、R1−、 R2−、R3−、R4−は同一であってもよく、また異なって
    いてもよい。X-はCl-、Br-、I-、NO3 -、ClO4 - PF6 -、AsF6 -、SCH-、BF4 -、B(C6H54 -、 B(P−FC6H54 -、 B(P−FC6H53CH3 -および SbF6 -よりなる群から選ばれるものである)で示される
    第4ホスホニウム塩を添加したことを特徴とするリチウ
    ム二次電池。
  2. 【請求項2】負極がリチウムで構成され、一般式(I)
    で示される第4ホスホニウム塩の電解液への添加量が0.
    001〜0.3mol/である特許請求の範囲第1項記載のリチ
    ウム二次電池。
  3. 【請求項3】負極がリチウム合金で構成され、一般式
    (I)で示される第4ホスホニウム塩の電解液への添加
    量が0.001〜0.8mol/である特許請求の範囲第1項記載
    のリチウム二次電池。
  4. 【請求項4】正極活物質が二硫化チタンである特許請求
    の範囲第1項、第2項または第3項記載のリチウム二次
    電池。
JP61266407A 1986-11-08 1986-11-08 リチウム二次電池 Expired - Lifetime JP2597092B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61266407A JP2597092B2 (ja) 1986-11-08 1986-11-08 リチウム二次電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61266407A JP2597092B2 (ja) 1986-11-08 1986-11-08 リチウム二次電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63121268A JPS63121268A (ja) 1988-05-25
JP2597092B2 true JP2597092B2 (ja) 1997-04-02

Family

ID=17430502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61266407A Expired - Lifetime JP2597092B2 (ja) 1986-11-08 1986-11-08 リチウム二次電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2597092B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5188914A (en) * 1991-10-09 1993-02-23 Eveready Battery Company, Inc. Low temperature molten compositions comprised of quaternary alkyl phosphonium salts
JPH0963643A (ja) * 1995-06-14 1997-03-07 Furukawa Battery Co Ltd:The リチウム二次電池
JP3274102B2 (ja) * 1999-04-05 2002-04-15 三菱化学株式会社 リチウム電池用の難燃性電解液
EP1239495B1 (en) * 2001-03-09 2006-08-09 Asahi Glass Company Ltd. Secondary power source
JP2008071499A (ja) 2006-09-12 2008-03-27 Nippon Chem Ind Co Ltd 電解質、それを含有するリチウムイオン二次電池用電解液およびこれを用いたリチウムイオン二次電池
KR101621383B1 (ko) 2009-12-22 2016-05-16 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4482616A (en) * 1983-06-27 1984-11-13 Standard Oil Company (Indiana) Controlling solubility of lithium salts in liquid sulfur dioxide
JPS6164081A (ja) * 1984-09-05 1986-04-02 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液電池
JPS63500578A (ja) * 1985-05-21 1988-03-03 ゲゼンクシユミ−デ シユナイデル ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 横方向押出によつて中空部品にフランジ又はカラ−を作る方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63121268A (ja) 1988-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2597091B2 (ja) リチウム二次電池
EP0803924B1 (en) Organic carbonate additives for nonaqueous electrolyte in alkali metal electrochemical cells
JP4072126B2 (ja) 電極活物質、電極、リチウムイオン二次電池、電極活物質の製造方法、及びリチウムイオン二次電池の製造方法
US20030148191A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2001223025A (ja) リチウム二次電池
JPH10312826A (ja) 非水電解質電池及びその充電方法
JP2001176548A (ja) 非水性電解液再充電電池の硫酸エステル添加剤
JP4489207B2 (ja) 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池
JP4149042B2 (ja) 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池
JP2597092B2 (ja) リチウム二次電池
JPH09147910A (ja) リチウム二次電池
JPH0541251A (ja) 非水電解質二次電池
JP4176435B2 (ja) 非水電解質電池
JP3403858B2 (ja) 有機電解質電池
JP4161396B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP3044812B2 (ja) 非水電解液二次電池
JP3202880B2 (ja) 結晶性リチウム金属、その製造方法およびリチウム二次電池
JP3223035B2 (ja) 非水電解質二次電池
JPH01294375A (ja) リチウム二次電池の充放電方法
JPH0896848A (ja) 非水電解質二次電池
JPH0810604B2 (ja) リチウム二次電池
JP2526093B2 (ja) リチウム二次電池
JP3443290B2 (ja) 非水電解質電池
JP3036018B2 (ja) 有機電解液電池
JP2775754B2 (ja) 非水電解液二次電池

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term