JP2598919B2 - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- battery
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- 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
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 イ 産業上の利用分野 本発明は非水電解液二次電池に関するものである。
ロ 従来技術 リチウムを負極活物質とする非水電解液電池は高エネ
ルギー密度を有し、且自己放電が少ないという利点を有
するため注目されている。そして二酸化マンガンやフッ
化炭素などを正極活物質とした一次電池系は既に実用化
されており、又、三酸化モリブデン、五酸化パナジウ
ム、二酸化マンガン、チタン或いはニオブの硫化物、セ
レン化物などを正極活物質とする二次電池系も検討され
ている。
ルギー密度を有し、且自己放電が少ないという利点を有
するため注目されている。そして二酸化マンガンやフッ
化炭素などを正極活物質とした一次電池系は既に実用化
されており、又、三酸化モリブデン、五酸化パナジウ
ム、二酸化マンガン、チタン或いはニオブの硫化物、セ
レン化物などを正極活物質とする二次電池系も検討され
ている。
ハ 発明が解決しようとする問題点 非水電解液二次電池は放電時にイオンとなつて溶出し
たリチウムが充電時に金属リチウムとして負極表面に電
析するのであるが、この電析リチウムは表面積の大きい
微粒子状であるため活性度が高く、そのため非水電解液
を構成する溶媒と反応して溶媒を分解し非水電解液を劣
化させるに至り充放電サイクル特性に問題があつた。
たリチウムが充電時に金属リチウムとして負極表面に電
析するのであるが、この電析リチウムは表面積の大きい
微粒子状であるため活性度が高く、そのため非水電解液
を構成する溶媒と反応して溶媒を分解し非水電解液を劣
化させるに至り充放電サイクル特性に問題があつた。
ニ 問題点を解決するための手段 本発明の非水電解液二次電池は、再充電可能な活物質
よりなる正極と、リチウムを活物質とする負極と、溶媒
と溶質とからなる非水電解液とを備えるものであって、
前記溶媒が、環状エーテルを含有し、前記溶質が、トリ
フルオロメタンスルホン酸リチウムを含む混合溶質であ
り、前記トリフルオロメタンスルホン酸リチウムが、10
-5〜10-2モル／含有されていることを特徴とするもの
である。
よりなる正極と、リチウムを活物質とする負極と、溶媒
と溶質とからなる非水電解液とを備えるものであって、
前記溶媒が、環状エーテルを含有し、前記溶質が、トリ
フルオロメタンスルホン酸リチウムを含む混合溶質であ
り、前記トリフルオロメタンスルホン酸リチウムが、10
-5〜10-2モル／含有されていることを特徴とするもの
である。
又、環状エーテルの代表的なものとしてはテトラヒド
ロフラン（THF）、２メチルーテトラヒドロフラン（2Me
−THF）、1,3ジオキソラン（1,3DOXL）、４メチル−1,3
ジオキソラン（4Me−DOXL）が挙げられるがこれらに限
定されない。
ロフラン（THF）、２メチルーテトラヒドロフラン（2Me
−THF）、1,3ジオキソラン（1,3DOXL）、４メチル−1,3
ジオキソラン（4Me−DOXL）が挙げられるがこれらに限
定されない。
ホ 作用 トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを溶解した環
状エーテルで構成される非水電解液とリチウム負極が接
するとリチウム負極表面に保護被膜が形成される。その
ため充電の際リチウムイオンは保護被膜を介して電析
し、活性な電析リチウムが非水電解液と直接接触するの
が抑えられるため溶媒との反応が抑制される。ここで、
溶質としてのトルフルオロメタンスルホン酸リチウムの
含有量が10-5〜10-2モル／であるので、前記電析にお
いても、また電解液の接触という観点からも、最適であ
る。この結果、高いサイクル特性を有する非水電解液二
次電池を提供することができる。
状エーテルで構成される非水電解液とリチウム負極が接
するとリチウム負極表面に保護被膜が形成される。その
ため充電の際リチウムイオンは保護被膜を介して電析
し、活性な電析リチウムが非水電解液と直接接触するの
が抑えられるため溶媒との反応が抑制される。ここで、
溶質としてのトルフルオロメタンスルホン酸リチウムの
含有量が10-5〜10-2モル／であるので、前記電析にお
いても、また電解液の接触という観点からも、最適であ
る。この結果、高いサイクル特性を有する非水電解液二
次電池を提供することができる。
尚、保護被膜の形態について考察すると、例えば環状
エーテルとしてテトラヒドロフラン（THF）を例にとる
と、先ずTHFとLiとが反応しTHFが開環を起こしてブトキ
シリチウム（C4H9OLi）が生成し、ついでこのC4H9OLiと
LiCF3SO3とが反応しこの反応生成物が保護被膜となるも
のと考えられる。
エーテルとしてテトラヒドロフラン（THF）を例にとる
と、先ずTHFとLiとが反応しTHFが開環を起こしてブトキ
シリチウム（C4H9OLi）が生成し、ついでこのC4H9OLiと
LiCF3SO3とが反応しこの反応生成物が保護被膜となるも
のと考えられる。
ヘ 実 施 例 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
第１図は電池の半断面図を示し、（１）は正極であつ
て二硫化チタン活物質に導電剤としてのアセチレンブラ
ック及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末を重量比で80:1
0:10の割合で混合した合剤を加圧成型したものであり、
正極罐（２）の内底面に固着した正極集電体（３）に圧
接されている。
て二硫化チタン活物質に導電剤としてのアセチレンブラ
ック及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末を重量比で80:1
0:10の割合で混合した合剤を加圧成型したものであり、
正極罐（２）の内底面に固着した正極集電体（３）に圧
接されている。
（４）はリチウム圧延板を所定寸法に打抜いてなる負
極であつて負極罐（５）の内底面に固着せる負極集電体
（６）に圧着されている。（７）はポリプロピレン不織
布よりなるセパレータ、（８）は絶縁パッキングであ
る。
極であつて負極罐（５）の内底面に固着せる負極集電体
（６）に圧着されている。（７）はポリプロピレン不織
布よりなるセパレータ、（８）は絶縁パッキングであ
る。
そして電解液としては第１表に示す各種組成のものを
用いて直径24.0mm、高さ3.0mmの電池を組立てた。
用いて直径24.0mm、高さ3.0mmの電池を組立てた。
第２図はこれら電池のサイクル特性図であつて、サイ
クル条件は充電電流2mAで充電終止電圧3.0V、放電電流2
mAで放電終止電圧1.0Vとした。
クル条件は充電電流2mAで充電終止電圧3.0V、放電電流2
mAで放電終止電圧1.0Vとした。
第２図から明白なるように、本発明電池（Ａ）（Ｂ）
（Ｃ）（Ｄ）は比較電池（Ｅ）（Ｆ）に比してサイクル
特性が改善されているのがわかる。
（Ｃ）（Ｄ）は比較電池（Ｅ）（Ｆ）に比してサイクル
特性が改善されているのがわかる。
この理由は本発明電池の場合、トリフルオロメタンス
ルホン酸リチウムを溶解した環状エーテルで構成される
非水電解液を用いたためリチウム負極表面に活性な電析
リチウムと溶媒との反応を阻止する保護被膜が形成され
ているのに対し、比較電池ではこのような保護被膜が形
成されていないことに起因する。
ルホン酸リチウムを溶解した環状エーテルで構成される
非水電解液を用いたためリチウム負極表面に活性な電析
リチウムと溶媒との反応を阻止する保護被膜が形成され
ているのに対し、比較電池ではこのような保護被膜が形
成されていないことに起因する。
又、第３図は本発明電池（Ａ）において、LiCF3SO3の
濃度とサイクル数との関係を示し、サイクル条件は第２
図の場合と同様であり放電容量が初期容量の半分値以下
に低下した時点で電池寿命とした。
濃度とサイクル数との関係を示し、サイクル条件は第２
図の場合と同様であり放電容量が初期容量の半分値以下
に低下した時点で電池寿命とした。
第３図からLiCF3SO3の含有量としては10-5〜10-2モル
／の範囲が必要であることがわかる。
／の範囲が必要であることがわかる。
ト 発明の効果 上述した如く、再充電可能な活物質よりなる正極と、
リチウムを活物質とする負極と、少くとも一つの溶媒と
少くとも一つの溶質とからなる非水電解液とを備えた電
池において、溶媒として環状エーテルを用いると共に溶
質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウムを10-5
〜10-2モル／含む混合溶質を用いることにより、この
種電池のサイクル特性を改善することができるものであ
りその工業的価値は極めて大である。
リチウムを活物質とする負極と、少くとも一つの溶媒と
少くとも一つの溶質とからなる非水電解液とを備えた電
池において、溶媒として環状エーテルを用いると共に溶
質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウムを10-5
〜10-2モル／含む混合溶質を用いることにより、この
種電池のサイクル特性を改善することができるものであ
りその工業的価値は極めて大である。
第１図は本発明電池の半断面図、第２図は本発明電池と
比較電池のサイクル特性比較図、第３図はLiCF3SO3の含
有量とサイクル数との関係を示す図である。 （１）……正極、（２）……正極罐、（３）……正極集
電体、（４）……負極、（５）……負極罐、（６）……
負極集電体、（７）……セパレータ、（８）……絶縁パ
ッキング、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）……本発明電池、
（Ｅ）（Ｆ）……比較電池。
比較電池のサイクル特性比較図、第３図はLiCF3SO3の含
有量とサイクル数との関係を示す図である。 （１）……正極、（２）……正極罐、（３）……正極集
電体、（４）……負極、（５）……負極罐、（６）……
負極集電体、（７）……セパレータ、（８）……絶縁パ
ッキング、（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）……本発明電池、
（Ｅ）（Ｆ）……比較電池。
Claims (1)
- 【請求項１】再充電可能な活物質よりなる正極と、リチ
ウムを活物質とする負極と、溶媒と溶質とからなる非水
電解液とを備えるものであって、 前記溶媒が、環状エーテルを含有し、 前記溶質が、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを
含む混合溶質であり、 前記トリフルオロメタンスルホン酸リチウムが、10-5〜
10-2モル／含有されていることを特徴とする非水電解
液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229094A JP2598919B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62229094A JP2598919B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6472470A JPS6472470A (en) | 1989-03-17 |
| JP2598919B2 true JP2598919B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=16886660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62229094A Expired - Fee Related JP2598919B2 (ja) | 1987-09-11 | 1987-09-11 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598919B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62105375A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム二次電池 |
| JPS62143371A (ja) * | 1985-12-16 | 1987-06-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 充電可能な電気化学装置 |
-
1987
- 1987-09-11 JP JP62229094A patent/JP2598919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6472470A (en) | 1989-03-17 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |