JP2680685B2 - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

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浩志 渡辺
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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、リチウムまたはリチウム合金よりなる負極
と、再充電可能なマンガン酸化物を活物質とする正極
と、少なくとも一種の溶質と少なくとも一種の溶媒とか
らなる非水電解液とを備えた非水電解液二次電池に係
り、特に非水電解液の改良に関するものである。
ロ.従来の技術 リチウムまたはリチウム合金よりなる負極と、再充電
可能なマンガン酸化物を活物質とする正極と、非水電解
液とを備えた非水電解液二次電池は特に高エネルギー密
度を有するために注目されており、活発な研究が行われ
ている。その中でも、正極活物質のマンガン酸化物を用
いた非水電解液二次電池は、放電電圧が高く、且つエネ
ルギーの高密度化の点で非常に有利である。
しかしながら、このような二次電池を実用化する上で
現在もっとも重要な課題の1つは充放電効率あるいはサ
イクル寿命の良好な電解液系を探索することである。
即ち、この種二次電池における充放電サイクル特性の
劣化原因としては、マンガン酸化物を主成分とする正極
の電圧が高いため、或いはマンガン酸化物の有する特性
としての触媒作用を受けるために、特に充電時において
正極表面上で電解液の分解が起こることが考えられる。
また、充電時に負極表面に析出する活性リチウムによる
溶媒の還元反応により負極リチウム容量の低下を招くこ
とが知られている。これらの課題を解決するために、例
えば特開昭63−32870号公報に示されているようにアセ
チル基置換されたプロピレンカーボネート誘導体を溶媒
に用いたり、特開昭59−167971号公報に示されるように
γ−ブチロラクトンとテトラヒドロフランとの混合溶媒
を用いることなどが提案されているが十分に有効な手段
とは言い難い。
ハ.発明が解決しようとする課題 本発明は充電時における正極での電解液の分解反応お
よび負極でのリチウムと溶媒の反応を抑制することがで
きる非水電解液を提案するものである。
ニ.課題を解決するための手段 本発明は、リチウムまたはリチウム合金よりなる負極
と、再充電可能なマンガン酸化物を活物質とする正極
と、少なくとも一種の溶質と少なくとも一種の溶媒とか
らなる非水電解液とを備えた非水電解液二次電池であっ
て、溶質として6フッ化リン酸リチウムを用いると共
に、溶媒としてプロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ン、スルホランよりなる群から選択された二種の溶媒を
含む混合溶媒を用い、前記非水電解液が、硝酸リチウム
を含有することを特徴とするものである。
ホ.作用 充電時に正極表面上で起こる電解液の分解反応として
は非水溶媒の分解と溶質であるリチウム塩の分解との2
通りが考えられる。いずれの分解反応も、電解液組成に
変化をもたらし充放電効率の低下を招き、更には分解反
応生成物が正極或いは負極表面上に不活性被膜を形成し
電池の充放電反応を阻害するためにサイクル特性が劣化
するものと思われる。
そこで、このような電解液の分解に係るサイクル特性
の劣化を防ぐべく、本発明者らは種々の電解液系につい
て検討を重ねた結果、溶質としてのリチウム塩の種類、
即ち、リチウム塩のアニオンの種類がサイクル特性に大
きく影響することを見出した。これを更に詳細に検討し
た結果、リチウム塩の種類によって電解液の分解性が異
なることが明らかとなり、特に6フッ化リン酸リチウム
が電池の充放電特性に優れ安定な溶質であるという結果
を得た。
この理由を考察するに、正極活物質であるマンガン酸
化物は一般的に強い酸化性を示すことが知られており、
これと接する電解液はその作用を受け分解しやすい状況
にあると考えられる。また、マンガン酸化物は高い電位
を持つために特に充電時においては正極近傍の電解液は
強い酸化雰囲気に置かれている。溶質として6フッ化リ
ン酸リチウムを使用すると、前述したような強い酸化雰
囲気においても6フッ化リン酸イオン(PF6 -)の耐酸化
性が大きいために電解液の分解反応が抑制され、従来広
く使用されている過塩素酸リチウム(LiClO4)などに比
べ電池の充放電特性が向上するものと考えられる。
一方、使用する溶媒についての検討を行ったところ、
従来から広く用いられているプロピレンカーボネートや
γ−ブチロラクトンなどの高沸点溶媒と、1,2−ジメト
キシエタンやテトラヒドロフランなどの低沸点溶媒との
2成分系混合溶媒に比べ、少なくとも2成分以上の高沸
点溶媒を使用した場合の方がサイクル特性に大きな向上
が認められた。
この理由を考察するに、プロピレンカーボネートなど
環状炭酸エステルは耐酸化性に優れるもののリチウムと
の反応により炭酸リチウム(Li2CO3)の被膜を生成し、
γ−ブチロラクトンにおいても酸化リチウム(Li2O)の
被膜を生成し、これらがリチウムの不活性化を招くとと
もに、サイクル特性の低下を引き起こしていると考えら
れる。ところが、高沸点溶媒を二種類以上使用すれば異
なる反応物から生成する炭酸リチウムの生成あるいは炭
酸リチウムや酸化リチウムの混成被膜の生成により、一
種類の反応物から生成する被膜の緻密化が防止されてリ
チウムの不活性化が抑えられ、しかも膜の保護作用によ
ってそれ以上の溶媒との反応が抑制されるために、優れ
たサイクル特性を示すためと考えられる。
ところで、溶質としてLiPF6を用いると、電池缶とし
て用いられるステンレス鋼表面が腐食作用を受け、最悪
の場合漏液に至るとともに、溶出した鉄イオン、クロム
イオン等が充放電反応に影響を及ぼし、サイクル特性を
劣化させるという問題がある。これを防ぐために種々の
添加剤につきその防食作用を検討した結果、硝酸リチウ
ムが特に優れていた。これは、硝酸イオンの酸化作用に
よりステンレス鋼表面に酸化被膜を生成し、これが電解
液による腐食反応を抑制するために、サイクル特性の劣
化が防止されると考えられる。
ヘ.実施例 以下に本発明の実施例につき詳述する。
実施例1 第1図は、本発明の一実施例としての扁平型非水電解
液二次電池の半断面図を示す。(1)はリチウム−アル
ミニウム合金よりなる負極であり、負極缶(2)の内底
面に固着せる負極集電体(3)に圧着されている。
(4)は正極であって、活物質であるマンガン酸化物85
重量部に、導電剤としてのアセチレン・ブラック10重量
部、及び結着剤としてのフッ素樹脂5重量部の割合で加
え、充分混合した後成型したものであり、正極缶(5)
の内底面に固着せる正極集電体(6)に圧着されてい
る。
(7)はポリプロピレン多孔性膜よりなるセパレータ
であって、本発明の要旨とする電解液が含浸されてい
る。電解液は溶質としての6フッ化リン酸リチウムを1
モル/の割合で、エチレンカーボネートとプロピレン
カーボネートとの等体積混合溶媒に溶解させ、更に1000
ppmの硝酸リチウムを添加したものである。(8)は絶
縁パッキングであり、電池寸法は直径24.0mm、高さ3.0m
mである。この電池を(A1)とする。
比較例1〜3 溶質に過塩素酸リチウム(LiClO4)を用いた以外は実
施例1と同様の電池を作製しこの電池を(A2)、また溶
媒がエチレンカーボネートまたはプロピレンカーボネー
トの単独溶媒である以外は実施例1と同様の電池を作製
しこの電池をそれぞれ(A3)、(A4)とする。
第2図は本発明電池(A1)及び比較電池(A2)(A3
(A4)の充放電サイクル特性を示す。充放電条件は、充
放電電流をともに2mAで4時間とし、放電時間内に1.5V
に達した電池を寿命とした。これより明白なるように本
発明電池(A1)は比較電池(A2)(A3)(A4)に比べサ
イクル寿命が増加し、サイクル特性が向上していること
が伺える。
実施例2 溶媒にエチレンカーボネートとスルホランとの等体積
混合媒を用いた以外は実施例1と同様の電池を作製しこ
の電池を(B1)とする。
比較例4〜5 溶質に過塩素酸リチウムを用いた以外は実施例2と同
様の電池を作製しこの電池を(B2)、また溶媒にスルホ
ランの単独溶媒を用いた以外は実施例1と同様の電池を
作製しこの電池を(B3)とする。
第3図は本発明電池(B1)及び比較電池(B2)(B3
の充放電サイクル特性を示す。これより明白なるよう
に、本発明電池(B1)は比較電池(B2)(B3)に比べサ
イクル寿命が増加し、サイクル特性が向上していること
が伺える。
実施例3 溶媒にエチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン及
び1,2−ジメトキシエタンの混合溶媒(3:3:4Vol%)を
用いた以外は実施例1と同様の電池を作製し、この電池
を(C1)とする。
比較例6〜7 溶媒にエチレンカーボネートまたはγ−ブチロラクト
ンと1,2−ジメトキシエタンの混合溶媒(1:1Vol%)を
用いた以外は実施例1と同様の電池を作製しこの電池を
それぞれ(C2)(C3)とする。
第4図は本発明電池(C1)及び比較電池(C2)(C3
の充放電サイクル特性を示す。これより明白なるように
本発明電池(C1)は比較電池(C2)(C3)に比べサイク
ル寿命が増加して、サイクル特性が向上していることが
伺える。
実施例4〜5 溶媒にエチレンカーボネート、ブチレンカーボネート
及び1,2−ジメトキシエタンの混合溶媒(3:3:4Vol%)
を用いた以外は実施例1と同様の電池を作製しこの電池
を(D1)とする。
また、これを60℃恒温槽中で60日間保存した電池を
(D2)とする。
比較例8〜9 硝酸リチウムを添加しない以外は実施例4と同様の電
池を作製しこの電池を(D3)とする。
また、これを60℃恒温槽中で60日間保存した電池を
(D4)とする。
第5図は本発明電池(D1)(D2)及び比較電池(D3
(D4)の充放電サイクル特性を示す。これより明白なる
ように、本発明電池(D1)(D2)は比較電池(D3
(D4)に比べサイクル寿命が増加し、サイクル特性が向
上していることが伺える。
ト.発明の効果 上述した如く、リチウムまたはリチウム合金よりなる
負極と、再充電可能なマンガン酸化物を活物質とする正
極と、非水電解液とを備えた非水電解液二次電池におい
て、溶質として6フッ化リン酸リチウムを用いると共
に、溶媒としてプロピレンカーボネート、エチレンカー
ボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ン、スルホランよりなる群から選択された二種の溶媒を
含む混合溶媒を用い、非水電解液が、硝酸リチウムを含
有していることにより、この種電池のサイクル特性を向
上し得るものであり、その工業的価値は極めて大であ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明電池の半断面図、第2図〜第5図は電池
の充放電サイクル特性図をそれぞれ示す。 (1)……負極、(2)……負極缶、(3)……負極集
電体、(4)……正極、(5)……正極缶、(6)……
正極集電体、(7)……セパレータ、(8)……絶縁パ
ッキング、(A1)(B1)(C1)(D1)(D2)……本発明
電池、(A2)(A3)(A4)(B2)(B3)(C2)(C3
(D3)(D4)……比較電池。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−14880(JP,A) 特開 昭63−148567(JP,A) 特開 平2−144860(JP,A) 特開 平2−215059(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】リチウムまたはリチウム合金よりなる負極
    と、再充電可能なマンガン酸化物を活物質とする正極
    と、少なくとも一種の溶質と少なくとも一種の溶媒とか
    らなる非水電解液とを備えた非水電解液二次電池におい
    て、 溶質として6フッ化リン酸リチウムを用いると共に、 溶媒としてプロピレンカーボネート、エチレンカーボネ
    ート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ス
    ルホランよりなる群から選択された二種の溶媒を含む混
    合溶媒を用い、 前記非水電解液が、硝酸リチウムを含有することを特徴
    とする非水電解液二次電池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9831527B2 (en) 2013-09-11 2017-11-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for lithium battery, lithium battery including the same, and method of manufacturing electrolyte for lithium battery

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5140340A (en) * 1991-01-30 1992-08-18 Eastman Kodak Company Apparatus and method for printing of images with compensation for dislocation of printing media
JP4374661B2 (ja) 1999-06-30 2009-12-02 パナソニック株式会社 非水電解液二次電池
JP2002033117A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
CN105186038B (zh) 2005-10-20 2017-07-28 三菱化学株式会社 锂二次电池以及其中使用的非水电解液
JP5514394B2 (ja) * 2005-10-28 2014-06-04 三菱化学株式会社 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池
JP5503098B2 (ja) * 2005-10-28 2014-05-28 三菱化学株式会社 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた二次電池
JP5671770B2 (ja) * 2005-11-16 2015-02-18 三菱化学株式会社 リチウム二次電池
JP5740802B2 (ja) * 2005-11-16 2015-07-01 三菱化学株式会社 リチウム二次電池用非水系電解液及びそれを用いたリチウム二次電池
JP5671772B2 (ja) * 2005-11-25 2015-02-18 三菱化学株式会社 リチウムイオン二次電池
JP5636623B2 (ja) * 2005-11-29 2014-12-10 三菱化学株式会社 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池
JP5636622B2 (ja) * 2005-11-29 2014-12-10 三菱化学株式会社 リチウム二次電池用非水系電解液及びそれを用いたリチウム二次電池
JP5671773B2 (ja) * 2005-12-02 2015-02-18 三菱化学株式会社 リチウムイオン二次電池
JP5916268B2 (ja) * 2005-12-07 2016-05-11 三菱化学株式会社 二次電池用非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池
JP2007188871A (ja) * 2005-12-13 2007-07-26 Mitsubishi Chemicals Corp リチウムイオン二次電池
JP2007200871A (ja) * 2005-12-28 2007-08-09 Mitsubishi Chemicals Corp リチウムイオン二次電池
JP5671775B2 (ja) * 2006-01-27 2015-02-18 三菱化学株式会社 リチウムイオン二次電池
DE102013210631A1 (de) 2013-06-07 2014-12-11 Volkswagen Aktiengesellschaft Neue Elektrolytzusammensetzung für Hochenergieanoden

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63148567A (ja) * 1986-12-10 1988-06-21 Fuji Elelctrochem Co Ltd 非水電解液電池
JPH0665075B2 (ja) * 1987-07-08 1994-08-22 富士電気化学株式会社 非水電解液電池
JP2778065B2 (ja) * 1988-11-28 1998-07-23 松下電器産業株式会社 非水電解液二次電池
JPH02215059A (ja) * 1989-02-15 1990-08-28 Asahi Chem Ind Co Ltd 非水系二次電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9831527B2 (en) 2013-09-11 2017-11-28 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrolyte for lithium battery, lithium battery including the same, and method of manufacturing electrolyte for lithium battery

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