JP3537165B2 - Organic electrolyte battery - Google Patents
Organic electrolyte batteryInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、有機電解液電池に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an organic electrolyte battery.
【0002】[0002]
【従来の技術】二酸化マンガン−リチウム電池に代表さ
れる有機電解液電池は、3V以上の高電圧、かつ高エネ
ルギー密度であることから、ますます需要が増えてい
る。2. Description of the Related Art Demand for organic electrolyte batteries represented by manganese dioxide-lithium batteries is increasing due to high voltage of 3 V or more and high energy density.
【0003】従来、この種の電池の有機電解液(以下、
電池を表すとき以外は、単に「電解液」という)には、
電解質としてLiClO4 が用いられてきたが、最近は
電池の安全性と重視され、LiClO4 のような危険物
を使用することは好まれない状況になってきている。[0003] Conventionally, an organic electrolyte (hereinafter, referred to as an organic electrolyte) for this type of battery.
Except when referring to batteries, simply referred to as "electrolyte")
Although LiClO 4 has been used as an electrolyte, recently, importance has been placed on the safety of batteries, and the use of dangerous substances such as LiClO 4 has become less preferred.
【0004】上記LiClO4 以外のリチウム塩として
は、たとえばLiBF4 やLiB(C6 H5 )4 などの
ホウ素系リチウム塩を電解質として用いることが行われ
ている。As a lithium salt other than LiClO 4 , for example, a boron-based lithium salt such as LiBF 4 or LiB (C 6 H 5 ) 4 is used as an electrolyte.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のLiB
F4 やLiB(C6 H5 )4 などを電解質として用いた
電解液は、貯蔵しておくと変色したり、一部の電解液溶
媒をポリマー化させたりする。また、その電解液を電池
に用いた場合に電池の貯蔵性が低下する。However, the above-mentioned LiB
An electrolyte solution using F 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4, or the like as an electrolyte causes discoloration when stored, or causes some of the electrolyte solution solvent to polymerize. In addition, when the electrolytic solution is used in a battery, the storability of the battery is reduced.
【0006】したがって、本発明は、上記従来品が持っ
ていた問題点を解決し、貯蔵性の優れた電解液および有
機電解液電池を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the above-mentioned conventional products and to provide an electrolyte and an organic electrolyte battery having excellent storage properties.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、有機電解液電
池における電解液の電解質として用いるアルカリ金属塩
のアニオンが特定の構成からなっていて立体障害バリヤ
ー構造を有することを特徴とする。ここで、立体障害バ
リヤー構造とは、アニオンの電荷中心にカチオンが近づ
きにくい構造をいい、より具体的にはアニオン内の電荷
中心となる原子と他の原子の中心間の最大距離が4Å以
上、好ましくは5Å以上、最も望ましくは6Å以上の有
機アニオンを含む金属塩である。The present invention is characterized in that an anion of an alkali metal salt used as an electrolyte of an electrolyte in an organic electrolyte battery has a specific structure and has a steric hindrance barrier structure. Here, the steric hindrance barrier structure refers to a structure in which the cation is hard to approach the charge center of the anion. More specifically, the maximum distance between the atom serving as the charge center in the anion and the center of another atom is 4 mm or more, Preferably, it is a metal salt containing an organic anion of 5 ° or more, most preferably 6 ° or more.
【0008】有機アニオンは、さらにフルオロアルキル
基を有することが必要である。フルオロアルキル基の数
は合計4個以上が望ましい。そして、5個以上になる
と、さらに好ましく、6個以上になると最も望ましく貯
蔵性がさらに向上する。It is necessary that the organic anion further has a fluoroalkyl group. The number of fluoroalkyl groups is desirably 4 or more in total. When the number is 5 or more, it is more preferable. When the number is 6 or more, the storage property is most desirably further improved.
【0009】上記フルオロアルキル基の作用は、それ自
体の電子求引性のために金属塩を安定化することがで
き、電解液の貯蔵性を向上させることができる点であ
る。そして、このフルオロアルキル基の数は4個以上で
あることが望ましい、より貯蔵性を高めるためには5個
以上が好ましく、6個以上であるとさらに好ましい特性
が得られる。The function of the above fluoroalkyl group is to stabilize the metal salt due to its own electron withdrawing property and to improve the storage property of the electrolytic solution. The number of the fluoroalkyl groups is desirably four or more. In order to further enhance the storage property, the number is preferably five or more, and when the number is six or more, more preferable characteristics are obtained.
【0010】また、アニオン中心となる原子は、O(酸
素)、N(窒素)、C(炭素)、B(硼素)、Al(ア
ルミ)等があり、周期律表IIIb−VIb族の原子で
ある。中でも3つ以上の置換基を結合させられるIII
b−IVb族原子が望ましく特にIIIb族原子が望ま
しい、これはB(硼素)等のIIIb族原子がアニオン
中心となるとき4つの結合を有することができ、アニオ
ン中心の周りに置換基によって立体障害を形成しやすい
からである。さらに、IIIb族原子の中でもB(硼
素)原子は最も分子量が小さくアニオンの分子量を小さ
くできるため望ましい。このようなアニオンを含む金属
塩を用いることによって、電解液の貯蔵性を向上させ、
また、その電解液を用いることによって有機電解液電池
の貯蔵性を向上させることができる。The atom serving as the center of the anion includes O (oxygen), N (nitrogen), C (carbon), B (boron), Al (aluminum), etc., and is an atom belonging to group IIIb-VIb of the periodic table. is there. Among them, III capable of bonding three or more substituents
A group b-IVb atom is preferred, and a group IIIb atom is particularly preferred, which can have four bonds when the group IIIb atom, such as B (boron), is the anion center and is sterically hindered by substituents around the anion center. Is easy to form. Further, among group IIIb atoms, B (boron) atom is desirable because it has the smallest molecular weight and can reduce the molecular weight of anion. By using a metal salt containing such an anion, the storability of the electrolytic solution is improved,
In addition, by using the electrolytic solution, the storage property of the organic electrolytic solution battery can be improved.
【0011】本発明において、上記電解質を用いること
によって、電解液および電池の貯蔵性が向上する理由
を、上記電解質を具体的に説明していくなかで、明らか
にする。In the present invention, the reason why the use of the above-mentioned electrolyte improves the storability of the electrolyte and the battery will be clarified in the concrete description of the above-mentioned electrolyte.
【0012】まず、この塩を形成するカチオンはアルカ
リ金属、アルカリ土類金属で構成されることが望まし
く、特にリチウムが好ましい。First, it is desirable that the cation forming the salt is composed of an alkali metal or an alkaline earth metal, and lithium is particularly preferable.
【0013】フルオロアルキル基と立体障害バリヤー構
造を有するアニオンを含む金属塩の具体例としては、
(CF3 SO2 )2 ・N・ME、(CF3 SO2 )3 C
・ME、〔C6 H4 (F)〕4 B・ME、〔C6 H
4 (Cl)〕4 B・MEなどの金属塩が挙げられる(こ
こでMEはLi、Na、Kなどの金属である)。また、
C4 F9 SO3 Liなどのように炭素数が2より大きい
もの特に4より大きいものも、立体障害バリヤー構造を
有している。また、特に望ましい金属塩の具体例として
は、たとえばLiB〔C6 H4 (CF3 )〕4 、LiB
〔C6 H3 (CF3 )2 〕4 (リチウムテトラキス
〔3,5−ビス(トリフルオロメチル)フェニル〕ボレ
ート)(以下、LiTFPBで示す)、LiB(C6 H
3 A2 〕4 (ここで、Aは−C(CF3 )2 OCH3 〕
などが挙げられる。Specific examples of metal salts containing a fluoroalkyl group and an anion having a sterically hindered barrier structure include:
(CF 3 SO 2 ) 2 · N · ME, (CF 3 SO 2 ) 3 C
・ ME, [C 6 H 4 (F)] 4 B ・ ME, [C 6 H
4 (Cl)] 4 B. ME and the like (here, ME is a metal such as Li, Na and K). Also,
Those having more than 2 carbon atoms, especially those having more than 4 carbon atoms, such as C 4 F 9 SO 3 Li, also have a steric hindrance barrier structure. Specific examples of particularly desirable metal salts include, for example, LiB [C 6 H 4 (CF 3 )] 4 and LiB
[C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ] 4 (lithium tetrakis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] borate) (hereinafter referred to as LiTFB), LiB (C 6 H
3 A 2 ] 4 (where A is —C (CF 3 ) 2 OCH 3 ]
And the like.
【0014】特に、フルオロアルキル基を有する有機ホ
ウ素系金属塩が電解液および電池の貯蔵性を向上させる
ことができるのは次の理由によるものである。In particular, the organic boron-based metal salt having a fluoroalkyl group can improve the storability of the electrolytic solution and the battery for the following reasons.
【0015】ホウ素(B)は、有機物に含まれる元素と
しては酸素(O)やチッ素(N)よりも多い4本の結合
が可能であり、その多様な結合性に基づいて、多くの電
子求引性を有する置換基と結合できる能力を持ってい
る。しかも、ホウ素は4本の結合を有する炭素(C)に
比べても金属性が強く、結合した金属をイオン化させる
のに好都合な元素である。[0015] Boron (B) is capable of forming four bonds more than oxygen (O) and nitrogen (N) as an element contained in an organic substance. It has the ability to bind to a substituent having attractive properties. Moreover, boron has a higher metallicity than carbon (C) having four bonds, and is a convenient element for ionizing the bonded metal.
【0016】ただし、このホウ素(B)原子に単に電子
供与性のアルキル基やベンゼン環を結合させたLiBR
4 (Rはアルキル基またはフェニル基)はB原子上での
電子密度が高まるため、電子をより放出しやすくなる。However, LiBR in which an electron donating alkyl group or a benzene ring is simply bonded to the boron (B) atom.
4 (R is an alkyl group or a phenyl group) has a higher electron density on the B atom, and thus emits electrons more easily.
【0017】つまり、より酸化されやすくなり、金属酸
化剤などの高電圧で活性の高い正極活物質を用いると、
正極と一部反応することなどによって、かえって電池の
貯蔵性が損なわれてしまう。That is, if a positive electrode active material which is more easily oxidized and has high activity at a high voltage such as a metal oxidizing agent is used,
The storage property of the battery is rather impaired by, for example, partially reacting with the positive electrode.
【0018】したがって、B原子を結合する置換基にさ
らにフルオロアルキル基を導入し、B原子に電子が集中
するのを防止する必要がある。このフルオロアルキル基
がB原子に結合する置換基に導入されることによって電
子が放出されにくくなり、電解液が酸化されにくくなっ
て貯蔵性が向上する。Therefore, it is necessary to further introduce a fluoroalkyl group into the substituent connecting the B atom to prevent the concentration of electrons on the B atom. When this fluoroalkyl group is introduced into the substituent bonded to the B atom, electrons are less likely to be emitted, and the electrolyte is less likely to be oxidized, thereby improving the storability.
【0019】特に上記LiTFPBは、後記の実施例で
も用いるが、B原子に結合したフェニル基のオルト位、
メタ位に2つのトリフルオロメチル基を有しており、合
計で8個のフルオロアルキル基を有しており、特に特性
が優れている。なお、アニオン電荷中心原子と他の原子
との中心間の最大距離はLiTFPBの場合B原子とF
原子中心間で薬6.1Åである。In particular, the above-mentioned LiTFPB is used in the examples described below, but the ortho position of the phenyl group bonded to the B atom,
It has two trifluoromethyl groups at the meta position, and has a total of eight fluoroalkyl groups, and is particularly excellent in characteristics. The maximum distance between the center of the anion charge center atom and the center of another atom is B atom and F in the case of LiTFPB.
The drug is 6.1% between atomic centers.
【0020】ここで、上記LiTFPBの化学式を示し
ておくと、次の通りです。Here, the chemical formula of the above LiTFPB is shown as follows.
【0021】[0021]
【化1】 Embedded image
【0022】これらの立体障害バリヤー構造を有する金
属塩は、電解液溶媒に溶解させたときは単に嵩(かさ)
の金属成分を電解液中に溶出させる場合を想定すると、
通常、上記金属成分は2価以上のカチオンとなり、これ
らのカチオンと上記立体障害バリヤー構造を有する金属
塩のアニオン部分とが対イオンになると、上記金属塩が
かさ高いので立体障害が大きくなり、それ以上反応が進
まなくなって、正極集電体の金属成分の溶出が抑制され
るようになるものと考えられる。When these metal salts having a steric hindrance barrier structure are dissolved in an electrolyte solvent, they simply have a bulk.
Assuming that the metal component of this is eluted into the electrolyte,
Usually, the metal component is a divalent or higher cation, and when these cations and the anion part of the metal salt having the steric hindrance barrier structure are counterions, the steric hindrance increases because the metal salt is bulky. It is considered that the reaction does not proceed as described above and elution of the metal component of the positive electrode current collector is suppressed.
【0023】正極集電体の材料としては、Al(アルミ
ニウム)またはそれを主成分とする合金が用いられる。
なかでも、正極集電体の金属材料が溶出した場合のカチ
オンの価数が高い方が溶出しにくく、この意味でAlは
3価であり、他の2価の金属に比べて、溶出しにくい。As the material of the positive electrode current collector, Al (aluminum) or an alloy containing it as a main component is used.
Above all, when the metal material of the positive electrode current collector elutes, the higher the valence of the cation is, the more difficult it is to elute, and in this sense, Al is trivalent, and is harder to elute than other divalent metals. .
【0024】上記立体障害バリヤー構造を有する金属塩
からなる電解質は、そのアニオン部分が単に立体障害の
大きなアニオンであるだけでなく、アニオン自体も酸化
に対して安定であることが望ましい。In the electrolyte comprising the metal salt having the steric hindrance barrier structure, it is desirable that the anion portion is not only an anion having a large steric hindrance, but the anion itself is stable to oxidation.
【0025】上記電解液を用いて電池を作製するにあた
り、負極にアルカリ金属またはアルカリ金属を含む化合
物をステンレス鋼製網などの集電材料と一体化したもの
が用いられるが、そのアルカリ金属として、たとえばリ
チウム、ナトリウム、カリウムなどが挙げられ、アルカ
リ金属を含む化合物としては、たとえばアルカリ金属と
アルミニウム、鉛、インジウム、カリウム、カドミウ
ム、スズ、マグネシウムなどの合金、さらにはアルカリ
金属と炭素材料との化合物、低電位のアルカリ金属と金
属酸化剤、硫化物との化合物などが挙げられる。In preparing a battery using the above-mentioned electrolyte, a negative electrode in which an alkali metal or a compound containing an alkali metal is integrated with a current collecting material such as a stainless steel net is used. For example, lithium, sodium, potassium and the like can be mentioned. As the compound containing an alkali metal, for example, an alkali metal and an alloy of aluminum, lead, indium, potassium, cadmium, tin, magnesium, etc., and further a compound of an alkali metal and a carbon material And a compound of a low potential alkali metal with a metal oxidizing agent and a sulfide.
【0026】電解液の調製にあたって、上記電解質を溶
解させるために使用する有機溶媒としては、たとえば、
1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジメトキシメタ
ン、ジメトキシプロパン、1,3−ジオキソラン、テト
ラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、4−
メチル−1,3−ジオキソランなどのエーテル類、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、γ−バレロラクト
ンなどのエステル、さらにはスルフォランなどが挙げら
れる。なかでも、エステル類は前記の立体障害バリヤー
構造を有するアニオンを含む金属塩、特にフルオロアル
キル基を4つ以上含む金属塩またはフルオロアルキル基
を有する有機ホウ素系金属塩からなる電解質とを組み合
わせて用いるときに、電解液の貯蔵性をより向上させる
ので好ましい。In preparing the electrolytic solution, examples of the organic solvent used for dissolving the above-mentioned electrolyte include:
1,2-dimethoxyethane, 1,2-dimethoxymethane, dimethoxypropane, 1,3-dioxolan, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 4-
Examples thereof include ethers such as methyl-1,3-dioxolan, esters such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone, and sulfolane. Among them, esters are used in combination with a metal salt containing an anion having the steric hindrance barrier structure, particularly a metal salt containing four or more fluoroalkyl groups or an organic boron-based metal salt having a fluoroalkyl group. Sometimes, it is preferable because the storability of the electrolytic solution is further improved.
【0027】電解液中における電解質の濃度は、特に限
定されるものではないが、通常、電解液や上記の有機溶
媒に電解質として上記のフルオロアルキル基を4つ以上
含む金属塩またはフルオロアルキル基を有する有機ホウ
素系金属塩を0.01〜2mol/l、特に0.05〜
1mol/l程度溶解させるのが好ましい。The concentration of the electrolyte in the electrolyte is not particularly limited, but usually, the electrolyte or the above-mentioned organic solvent contains, as an electrolyte, a metal salt or a fluoroalkyl group containing at least four fluoroalkyl groups. 0.01 to 2 mol / l, especially 0.05 to 2 mol / l
It is preferable to dissolve about 1 mol / l.
【0028】ここで、電池に用いる金属塩をあらかじめ
非ハロゲン溶媒で処理しておくと溶媒に溶解しやすくな
りさらに好ましい。本発明者らは、まず、金属塩を溶解
しにくい代表的な含ハロゲン溶媒であるCH2 Cl2 に
種々のリチウム塩を溶解させようとしたが、多くのリチ
ウム塩はこのCH2 Cl2 にほとんど溶けず沈殿してし
まい、電解液としての伝導度を測定しても数十μS/c
m以下にすぎなかった。Here, it is more preferable that the metal salt used for the battery is preliminarily treated with a non-halogen solvent because it is easily dissolved in the solvent. The present inventors first tried to dissolve various lithium salts in CH 2 Cl 2 , which is a typical halogen-containing solvent that is difficult to dissolve metal salts, but many lithium salts are dissolved in this CH 2 Cl 2 It hardly dissolves and precipitates. Even if the conductivity as an electrolyte is measured, it is several tens μS / c.
m or less.
【0029】また、他の含ハロゲン溶媒であるフロン系
溶媒のパーフルオロトリアルキルアミンなどでも同様で
あった。The same applies to other halogen-containing solvents such as perfluorotrialkylamines, which are freon-based solvents.
【0030】しかし、各種の検討を繰り返していった中
で、上記LiTFPBをエーテルに溶解させ、真空乾燥
した後、CH2 Cl2 を加えると、LiTFPBをCH
2 CL2 に20mmol/lすみやかに溶解させること
ができるようになり、また伝導度が820μS/cmに
まで達し、伝導度が10倍以上に向上した。この様な効
果は含ハロゲン溶媒だけでなく粘度の高いエステル等で
も確認した。However, while repeating various studies, the above-mentioned LiTFPB was dissolved in ether, dried in vacuum, and then CH 2 Cl 2 was added.
20 mmol / l could be immediately dissolved in 2 CL 2 , the conductivity reached 820 μS / cm, and the conductivity improved 10 times or more. Such an effect was confirmed not only with a halogen-containing solvent but also with an ester having a high viscosity.
【0031】以上のことから、含ハロゲン溶媒、エステ
ル等にはほとんど溶けない金属塩でも、あらかじめ非ハ
ロゲン溶媒で処理することにより、溶媒に対する溶解速
度や溶解度を高めることができることが判明した。From the above, it has been found that the dissolution rate and solubility in a solvent can be increased by treating a metal salt which is hardly soluble in a halogen-containing solvent, an ester or the like with a non-halogen solvent in advance.
【0032】本発明のより望ましい電解液は、金属塩を
あらかじめ非ハロゲン溶媒で処理(たとえば、溶解、付
着、含浸)した後に、溶媒を加えて、アルカリ金属塩を
溶媒に溶解させることによって調製される。特に望まし
いのは処理後の金属塩に対する非ハロゲン溶媒の重量比
が0.1以下が望ましく、0.05以下がより望まし
い。また、非ハロゲン溶媒の金属塩に対する含量が重量
比で0.0005以上が望ましく、0.005以上であ
ればより望ましい。A more desirable electrolytic solution of the present invention is prepared by treating a metal salt with a non-halogen solvent in advance (for example, dissolving, adhering, impregnating) and then adding a solvent to dissolve the alkali metal salt in the solvent. You. It is particularly desirable that the weight ratio of the non-halogen solvent to the metal salt after treatment is 0.1 or less, more preferably 0.05 or less. The content of the non-halogen solvent with respect to the metal salt is preferably 0.0005 or more by weight, more preferably 0.005 or more.
【0033】ここで、非ハロゲン溶媒処理が有効な溶媒
としては含ハロゲン溶媒、たとえばCH2 Cl2 、CH
Cl3 、CCl4 、CBrF3 、CF3 CF2 CHCl
2 、CClF2 CF2 CHClFなどのハロゲン元素を
含む溶媒、そのほか粘度の大きい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、γ−バレロラクトンなどのエステ
ル、さらにはスルフォランなどにも効果がある。非ハロ
ゲン溶媒処理が効果的な高粘度溶媒の粘度は25℃にお
いて1cp(センチポイズ)以上が望ましく、1.5c
p以上がより望ましく、2.0cp以上がさらに望まし
い。Here, the solvent effective for the non-halogen solvent treatment is a halogen-containing solvent such as CH 2 Cl 2 , CH 2
Cl 3 , CCl 4 , CBrF 3 , CF 3 CF 2 CHCl
2 , a solvent containing a halogen element such as CCIF 2 CF 2 CHClF, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, γ
-It is also effective for esters such as butyrolactone and γ-valerolactone, and also for sulfolane. The viscosity of a high-viscosity solvent that is effectively treated with a non-halogen solvent is desirably 1 cp (centipoise) or more at 25 ° C.
p or more is more desirable, and 2.0 cp or more is still more desirable.
【0034】非ハロゲン溶媒としては、たとえばジエチ
ルエーテル、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロ
フラン、グライム、ポリエチレンオキサイドなどのエー
テル類、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクト
ン、ギ酸メチルなどのエステル類、そのほかアミン類、
ケトン類、含イオウ化合物、さらにはアルコール、水な
どのプロトン性溶媒などが挙げられるが、エーテル類、
エステル類が好ましく、特にエーテル類がアルカリ金属
塩の溶解性が大きく、かつ負極との反応性が低いことか
ら好ましい。Examples of the non-halogen solvent include ethers such as diethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, glyme, and polyethylene oxide; esters such as propylene carbonate, γ-butyrolactone, and methyl formate; and amines;
Ketones, sulfur-containing compounds, further alcohols, protic solvents such as water and the like, ethers,
Esters are preferred, and ethers are particularly preferred because of high solubility of the alkali metal salt and low reactivity with the negative electrode.
【0035】なお、アルコールなどのプロトン性溶媒は
リチウムなどと反応しやすく、負極に悪影響を及ぼすこ
とが多いので、有機電解液電池では、あまり使用される
ことがないが、本発明のような使用方法では、プロトン
性溶媒はアルカリ金属塩に強く束縛されるため、負極と
の反応性は低くなる。It should be noted that a protic solvent such as an alcohol easily reacts with lithium or the like and often has a bad influence on a negative electrode. In the method, since the protic solvent is strongly bound by the alkali metal salt, the reactivity with the negative electrode is low.
【0036】正極には、たとえば二酸化マンガン、五酸
化バナジウム、クロム酸化剤、リチウムコバルト酸化
剤、リチウムニッケル酸化剤などの金属酸化剤または二
硫化モリブデンなどの金属硫化物、またはそれらの正極
活物質に導電助剤やポリテトラフルオロエチレンなどの
結着剤などを適宜添加した合剤を、アルミ箔、ステンレ
ス鋼製網などの集電材料を芯材として成形体に仕上げた
ものが用いられる。For the positive electrode, for example, a metal oxidizing agent such as manganese dioxide, vanadium pentoxide, chromium oxidizing agent, lithium cobalt oxidizing agent, lithium nickel oxidizing agent or a metal sulfide such as molybdenum disulfide or a positive electrode active material thereof is used. A mixture obtained by appropriately adding a conductive additive, a binder such as polytetrafluoroethylene, or the like to a molded body using a current collector material such as an aluminum foil or a stainless steel net as a core material is used.
【0037】正極活物質として金属酸化剤を用いた場合
は高電圧が得られるが、そのように高電圧になった場
合、従来のLiBF4 やLiB(C6 H5 )4 ではさら
に貯蔵性が悪くなるが、本発明で用いる電解質はそのよ
うな高電圧下でも貯蔵性を低下させることがないので、
その意義が大きい。When a metal oxidizing agent is used as the positive electrode active material, a high voltage can be obtained. However, when such a high voltage is used, the conventional LiBF 4 or LiB (C 6 H 5 ) 4 has a higher storage property. Although worse, the electrolyte used in the present invention does not lower the storability even under such a high voltage,
Its significance is great.
【0038】正極集電体にAlを用いた場合を例にと
り、Alの電解液中への溶出抑制効果を説明すると、本
発明で用いる電解質(フッ素原子を含む立体障害バリヤ
ー構造を有する金属塩)は、従来使用のCF3 SO3 L
iを用いた場合に比べて3.1V付近から差が現れはじ
める。Taking the case where Al is used for the positive electrode current collector as an example, the effect of suppressing the elution of Al into the electrolytic solution will be described. The electrolyte (metal salt having a steric hindrance barrier structure containing a fluorine atom) used in the present invention will be described. Is the conventional CF 3 SO 3 L
A difference starts to appear from around 3.1 V as compared with the case where i is used.
【0039】そして、それ以上の電位では、CF3 SO
2 Li系では完全に酸化電流が立ち上がっている(つま
り、Alに酸化電流が流れてAl自体が酸化され、電解
液中へ溶出する)のに対し、たとえばC4 F9 SO3 L
iを用いた場合には、ほとんど酸化電流が流れず顕著な
差となって現れ、酸化電流が立ち上がるのは約4.6V
である。さらに、LiTFPBを用いた場合は約10V
になっても電流が急激に立ち上がる領域が見られず大変
安定な金属塩であった。At a higher potential, CF 3 SO
In the 2Li system, the oxidation current completely rises (that is, the oxidation current flows through Al and the Al itself is oxidized and elutes into the electrolytic solution), whereas, for example, C 4 F 9 SO 3 L
When i is used, almost no oxidation current flows and a remarkable difference appears, and the oxidation current rises at about 4.6 V
It is. Furthermore, when LiTFB is used, about 10 V
In this case, there was no region where the current suddenly increased, and the metal salt was very stable.
【0040】また、本発明の電解質を用いる際、正極集
電体にAlまたはその合金を使用すると、安全性上も好
ましい組み合わせになる。When Al or an alloy thereof is used for the positive electrode current collector when using the electrolyte of the present invention, the combination is preferable in terms of safety.
【0041】すなわち、電池異常放電時に正極の電位が
Li基準で350mV以下になった場合、正極集電体が
合金化してボロボロになり、正極の集電がとれなくなっ
て、電流が遮断され、電池の異常発熱を防止できるから
である。That is, when the potential of the positive electrode becomes 350 mV or less on the basis of Li at the time of abnormal discharge of the battery, the positive electrode current collector alloys and becomes tattered, so that the current cannot be collected from the positive electrode and the current is cut off. This is because abnormal heat generation can be prevented.
【0042】このためには、構造上の設計を適正にし、
次に示す事項に留意すればよい。For this purpose, the structural design is made appropriate,
The following items should be noted.
【0043】まず、電流を遮断する場所の設定である
が、この電流を遮断するのに最も適しているのは、集電
体のタブ部分(板状の正極の一辺に接続されて、金属で
できた正極集電部材で正極と正極端子部とを連結するリ
ード部であり、図1に示す電池ではリード体14で示さ
れている)であり、この部分が合金化すると、この部分
だけがボロボロになって脱落するだけで電流が遮断され
る。First, the setting of the place where the current is cut off is most suitable for cutting off the current. The tab portion of the current collector (connected to one side of the plate-like positive electrode and made of metal) This is a lead portion connecting the positive electrode and the positive electrode terminal portion with the formed positive electrode current collecting member, and is indicated by a lead body 14 in the battery shown in FIG. 1). When this portion is alloyed, only this portion is formed. The current is interrupted just by falling off and falling off.
【0044】第2に、電流を遮断すべき場所が電解液で
濡れていることである。すなわち、アルミニウムの合金
化は電解液のあるところでしか起こらないからである。
したがって、電流を遮断する場所まで電解液を満たす
か、電解液浸透性のもので覆い、電解液で濡れている状
態に保つことが望ましい。Second, the place where the current should be cut off is wet with the electrolyte. That is, aluminum alloying occurs only in the presence of the electrolytic solution.
Therefore, it is desirable to fill the electrolyte up to the place where the current is interrupted, or cover it with an electrolyte permeable material and keep it wet with the electrolyte.
【0045】第3に、電流を遮断すべき部分に引張応力
がかかっていることである。もし、圧縮応力がかかって
いるとすると、ある程度のAl合金が脱落しても再度く
っついてしまうからである。Third, a tensile stress is applied to the portion where the current should be interrupted. This is because if a compressive stress is applied, even if a certain amount of the Al alloy falls off, it will adhere again.
【0046】但し、引張応力の方向は問わない。一部で
もボロボロになってはずれると、それぞれ横方向に離れ
るため、確実に電流を遮断できるためである。However, the direction of the tensile stress does not matter. This is because if any part of the part is dislodged, the parts are separated in the lateral direction, so that the current can be reliably cut off.
【0047】また、望ましい条件として、電流遮断部分
が他の部分より細くなっていることが挙げられる。これ
は、所望の部分以外でリード体が切断されると、その部
分に縮み応力がかかっていたりする場合に充分な効果が
得られないことが起こるからである。A desirable condition is that the current interrupting portion is thinner than other portions. This is because if the lead body is cut at a portion other than the desired portion, a sufficient effect may not be obtained when a shrinkage stress is applied to the portion.
【0048】ここで、この様な引張応力はアルミニウム
の集電材の4.2V以上での安定性を損なう場合がある
ものの本発明の有機金属塩を用いた場合はその影響が軽
微に押さえられるのである。例えば、冷間圧延により形
成された、歪の大きいアルミニウムと高温から焼きなま
した歪の小さいアルミニウムとでは、歪の小さいアルミ
ニウムのほうがより安定であった。LiCF3 SO3 等
を電解質として用いた場合は、歪の大きいアルミニウム
を用いた場合、高電圧でアルミニウムが容易に溶出して
しまうが、本発明の金属塩の場合は歪の大きいアルミニ
ウムでも安定性は優れていた。従って、本発明の金属塩
を用いた場合はアルミニウムの集電材に引張応力により
歪が生じてもその影響は小さい。Here, such tensile stress may impair the stability of the current collector made of aluminum at 4.2 V or more, but when the organic metal salt of the present invention is used, the effect is slightly suppressed. is there. For example, between aluminum with high strain and aluminum with low strain annealed from high temperature formed by cold rolling, aluminum with low strain was more stable. When LiCF 3 SO 3 or the like is used as the electrolyte, when aluminum having large strain is used, aluminum is easily eluted at a high voltage. However, in the case of the metal salt of the present invention, even aluminum having large strain is stable. Was excellent. Therefore, when the metal salt of the present invention is used, even if distortion occurs due to tensile stress in the aluminum current collector, the effect is small.
【0049】ところで、圧延により、歪の大きくなった
アルミニウムにも長所がある。圧延によってアルミニウ
ムの粒界が小さくなり、電池異常放電時におけるアルミ
ニウムとリチウムの合金化がより均一に進行し確実な電
流遮断に寄与する、かつ30ミクロン以下の薄い集電体
でも引っ張り強さが10〜12kg/mm2 以上となり
充分な強度が得られるからである。By the way, aluminum which has increased strain by rolling has an advantage. The grain boundary of aluminum is reduced by rolling, so that alloying of aluminum and lithium progresses more uniformly during abnormal discharge of the battery, thereby contributing to reliable current interruption, and having a tensile strength of 10 μm even with a thin current collector of 30 μm or less. sufficient strength will ~12kg / mm 2 or more is because to obtain.
【0050】また、正極活物質の表面積が小さくなると
貯蔵性はさらに向上する。本発明の電池に用いる正極活
物質は、表面積が50m2 /g以下であることが好まし
く、望ましくは30m2 /g以下、さらに望ましくは2
0m2 /g以下である。Further, when the surface area of the positive electrode active material is reduced, the storability is further improved. The positive electrode active material used in the battery of the present invention preferably has a surface area of 50 m 2 / g or less, preferably 30 m 2 / g or less, and more preferably 2 m 2 / g or less.
0 m 2 / g or less.
【0051】
さらに、正極活物質の金属酸化剤の
活性表面をアルカリ金属またはアルカリ土類金属化合物
で処理して、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含
有させると、さらに貯蔵性が向上するので好ましい。ま
た、電池作製後予備放電を行うことによっても貯蔵性を
多少向上させることができる。[0051]
Further, it is preferable to treat the active surface of the metal oxidizing agent of the positive electrode active material with an alkali metal or alkaline earth metal compound to contain an alkali metal or an alkaline earth metal, because the storage property is further improved. In addition, storability can be improved to some extent by performing a preliminary discharge after the production of the battery.
【0052】[0052]
【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例に限定さ
れるものではない。EXAMPLES Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
【0053】実施例1
(CF3 SO2 )3 C・Li、C4 F9 SO3 Li、L
iTFPBを非ハロゲン溶媒であるエチルエーテルに溶
解し、真空乾燥を行ない、エチルエーテルのリチウム塩
に対する重量比を約0.04にしたのち、プロピレンカ
ーボネートを加えて混合し、0.1mol/lLiTF
PB+0.1mol/l(CF3 SO2 )3 C・Li+
0.1mol/lC4 F9 SO3 Li/PCで組成が示
される電解液を調製した。Example 1 (CF 3 SO 2 ) 3 C.Li, C 4 F 9 SO 3 Li, L
iTFB was dissolved in ethyl ether as a non-halogen solvent, vacuum-dried, and the weight ratio of ethyl ether to lithium salt was adjusted to about 0.04. Then, propylene carbonate was added and mixed, and 0.1 mol / l LiTFL was added.
PB + 0.1 mol / l (CF 3 SO 2 ) 3 C · Li +
An electrolytic solution having a composition of 0.1 mol / l C 4 F 9 SO 3 Li / PC was prepared.
【0054】上記電解液におけるLiTFPBは前述し
たようにリチウムテトラキス〔3,5−ビス(トリフル
オロメチル)フェニル〕ボレートの略称であり、PCは
プロピレンカーボネートの略称である。したがって、上
記電解液を示す0.1mol/l LiTFPB+0.
1mol/l (CF3 SO2 )3 C・Li+0.1m
ol/l C4 F9 SO3 Li/PCは、電解液がプロ
ピレンカーボネート溶媒にリチウムテトラキス〔3,5
−ビス(トリフルオロメチル)フェニル〕ボレートと
(CF3 SO2 )3 C・LiとC4 F9 SO3 Liを
0.1mol/lづつ溶解させたものであることを示し
ている。ここで、プロピレンカーボネートの25℃にお
ける粘度は2.5cpである。LiTFB in the above electrolyte is an abbreviation for lithium tetrakis [3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl] borate as described above, and PC is an abbreviation for propylene carbonate. Therefore, 0.1 mol / l LiTFPB + 0.
1 mol / l (CF 3 SO 2 ) 3 C · Li + 0.1 m
ol / l C 4 F 9 SO 3 Li / PC is prepared by using lithium tetrakis [3,5
[Bis (trifluoromethyl) phenyl] borate, (CF 3 SO 2 ) 3 C.Li and C 4 F 9 SO 3 Li were each dissolved in 0.1 mol / l. Here, the viscosity of propylene carbonate at 25 ° C. is 2.5 cp.
【0055】また、電解二酸化マンガンを熱処理後、水
酸化リチウム水溶液で熱処理して表面積18m2 /gの
活物質とした後、この二酸化マンガン100重量部とカ
ーボンブラック5重量部とポリテトラフルオロエチレン
を分散させた水−溶媒混合溶液5重量部(固形分換算重
量)を混合した後、これを20ミクロン厚のアルミニウ
ム箔を芯材として両面に塗布し乾燥後、厚さ0.4m
m、幅30mmのシート状に成形し、リード部(厚み3
0ミクロンで圧延により歪が大きくかつ引張り張力17
kg/mm2 となったもの。その形状は図2に示す。)
を取り付けた帯状正極を、250℃で乾燥し、乾燥後、
乾燥雰囲気中で室温まで冷却した。After heat-treating the electrolytic manganese dioxide, heat-treat it with an aqueous solution of lithium hydroxide to obtain an active material having a surface area of 18 m 2 / g. Then, 100 parts by weight of the manganese dioxide, 5 parts by weight of carbon black, and polytetrafluoroethylene were added. After mixing 5 parts by weight (in terms of solid content) of the dispersed water-solvent mixed solution, this was applied to both sides using a 20-micron thick aluminum foil as a core material, dried, and then 0.4 m in thickness.
m, formed into a sheet having a width of 30 mm, and a lead portion (thickness: 3 mm).
At 0 micron, the strain is large by rolling and the tensile tension is 17
kg / mm 2 . Its shape is shown in FIG. )
The belt-shaped positive electrode with attached is dried at 250 ° C., and after drying,
Cool to room temperature in a dry atmosphere.
【0056】つぎに、上記帯状正極を厚さ25μmの微
孔性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータではさ
みこみ、これに厚さ0.18mm、幅30mmのシート
状リチウムをステンレス鋼製網に圧着した帯状負極を重
ね、渦巻状に巻回して渦巻状電極体とした後、外径15
mmの有底円筒状の電池ケース内に充填し、正極および
負極のリード体のスポット溶接を行なった後、前記の電
解液を電池ケース内に注入した。Next, the strip-shaped positive electrode was sandwiched by a separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm, and a sheet-shaped lithium sheet having a sheet-like lithium sheet having a thickness of 0.18 mm and a width of 30 mm was pressure-bonded to a stainless steel mesh. After being overlapped and spirally wound to form a spiral electrode body, the outer diameter 15
After filling the inside of a cylindrical battery case with a bottom of 0.2 mm and performing spot welding of the positive and negative electrode lead bodies, the above-mentioned electrolytic solution was injected into the battery case.
【0057】つぎに、常法にしたがって、電池ケースの
開口部を封口し、図1に示す構造の筒形の有機電解液電
池を作製した。Next, the opening of the battery case was sealed according to a conventional method to produce a cylindrical organic electrolyte battery having the structure shown in FIG.
【0058】ただし、上記の正極集電体には、後に詳述
するように電解液への浸漬部分に特定の態様で引張方向
への応力をかけている。However, a stress in the tensile direction is applied to the above-described positive electrode current collector in a specific manner at a portion immersed in the electrolytic solution, as described later in detail.
【0059】図1に示す電池について説明すると、1は
前記の正極で、2は負極である。ただし、図1では、繁
雑化を避けるため、正極1や負極2の作製にあたって使
用された集電体などは図示していない。そして、3はセ
パレータで、4は電解液である。Referring to the battery shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes the positive electrode and 2 denotes the negative electrode. However, FIG. 1 does not show a current collector used for manufacturing the positive electrode 1 and the negative electrode 2 in order to avoid complication. Reference numeral 3 denotes a separator, and reference numeral 4 denotes an electrolytic solution.
【0060】5はステンレス鋼製の電池ケースであり、
この電池ケース5は負極端子を兼ねている。電池ケース
5の底部にはポリテトラフルオロエチレンシートからな
る絶縁体6が配置され、電池ケース5の内周部にもポリ
テトラフルオロエチレンシートからなる絶縁体7が配置
されていて、前記正極1、負極2およびセパレータ3か
らなる渦巻状電極体や、電解液4などは、この電池ケー
ス5内に収容されている。Reference numeral 5 denotes a battery case made of stainless steel.
This battery case 5 also serves as a negative electrode terminal. An insulator 6 made of a polytetrafluoroethylene sheet is arranged at the bottom of the battery case 5, and an insulator 7 made of a polytetrafluoroethylene sheet is also arranged at the inner periphery of the battery case 5. The spiral electrode body composed of the negative electrode 2 and the separator 3, the electrolyte 4, and the like are accommodated in the battery case 5.
【0061】8はステンレス鋼製の封口板であり、この
封口板8の中央部にはガス通気孔8aが設けられてい
る。9はポリプロピレン製の環状パッキング、10はチ
タン製の可撓性薄板で、11は環状のポリプロピレン製
の熱変形部材である。Reference numeral 8 denotes a sealing plate made of stainless steel, and a gas ventilation hole 8a is provided in the center of the sealing plate 8. 9 is an annular packing made of polypropylene, 10 is a flexible thin plate made of titanium, and 11 is a thermally deformable member made of an annular polypropylene.
【0062】上記の熱変形部材11は温度によって変形
することにより、可撓製薄板10の破壊圧力を変える作
用をする。The above-mentioned heat deformable member 11 has an effect of changing the breaking pressure of the flexible thin plate 10 by being deformed by the temperature.
【0063】12はニッケルメッキを施した圧延鋼製の
端子板であり、この端子板12には切刃12aとガス排
出孔12bが設けられていて、電池内部にガスが発生し
て電池の内部圧力が上昇し、その内圧上昇によって可撓
性薄板10を破壊し、電池内部のガスを上記ガス排出孔
12bから電池外部に排出して、電池の破壊が防止でき
るように設計されている。Reference numeral 12 denotes a nickel-plated rolled steel terminal plate. The terminal plate 12 is provided with a cutting edge 12a and a gas discharge hole 12b. The pressure is increased, and the internal pressure is increased, so that the flexible thin plate 10 is broken, and the gas inside the battery is discharged from the gas discharge hole 12b to the outside of the battery, so that the battery is prevented from being broken.
【0064】13は絶縁パッキングで、14はリード体
(正極集電体の一部)であり、この正極集電体のリード
部としてのリード体14は正極1と封口板8とを電気的
に接続しており、端子板12は封口板8との接触により
正極端子として作用する。また、15は負極2と電池ケ
ース5とを電気化学的に接続するリード体である。Reference numeral 13 denotes an insulating packing. Reference numeral 14 denotes a lead (a part of the positive electrode current collector). The lead 14 serving as a lead portion of the positive electrode current collector electrically connects the positive electrode 1 and the sealing plate 8. The terminal plate 12 is in contact with the sealing plate 8 and functions as a positive terminal. Reference numeral 15 denotes a lead for electrochemically connecting the negative electrode 2 and the battery case 5.
【0065】そして、上記正極集電体のリード部として
のリード体14の電解液4への浸漬部分には、次に示す
ように引張方向への応力が負荷されている。Then, a stress in the tensile direction is applied to a portion of the lead body 14 as a lead portion of the positive electrode current collector, which is immersed in the electrolytic solution 4, as shown below.
【0066】すなわち、封口にあたり端子板12をあら
かじめA方向にずらしておき、この端子板12を横方向
にずらして所定の位置におさめて封口することによっ
て、正極集電体のリード部としてのリード体14のC点
にはB方向への応力(図では横方向の応力に見えるが、
正極集電体のリード部としてのリード体14に対しては
引張方向の応力になる)がかけられている。また、その
正極集電体のリード部としてのリード体14のC点は、
図2に示すように、他の部分より細くされている。That is, the terminal plate 12 is shifted in the direction A in advance for sealing, and the terminal plate 12 is shifted in the horizontal direction to be closed at a predetermined position, thereby sealing the lead as a lead portion of the positive electrode current collector. At point C of the body 14, stress in the B direction (similar to the stress in the horizontal direction in the figure,
A stress in the tensile direction is applied to the lead body 14 as a lead part of the positive electrode current collector). The point C of the lead 14 as a lead of the positive electrode current collector is:
As shown in FIG. 2, it is thinner than the other parts.
【0067】比較例1
PC溶媒にLiB(C6 H5 )4 を溶解して、0.3m
ol/l LiB(C6 H5 )4 /PCで組成が示され
る電解液を調製した。Comparative Example 1 LiB (C 6 H 5 ) 4 was dissolved in a PC solvent, and 0.3 m
ol / l LiB (C 6 H 5 ) 4 / PC to prepare an electrolytic solution having a composition indicated by:
【0068】上記電解液におけるPCはプロピレンカー
ボネートの略称である。したがって、上記電解液を示す
0.1mol/l LiB(C6 H5 )4 /PCは、電
解液がプロピレンカーボネート溶媒にLiB(C
6 H5 )4 を0.3mol/l溶解させたものであるこ
とを示している。LiB(C6 H5 )4 のアニオン中心
と他の原子との最大原子中心間距離は約5.6Åであっ
た。しかし、ハロゲン原子は含んでいない。PC in the above electrolyte is an abbreviation for propylene carbonate. Therefore, 0.1 mol / l LiB (C 6 H 5 ) 4 / PC indicating the above-mentioned electrolytic solution is such that the electrolytic solution is LiB (C
6 H 5 ) 4 was dissolved in 0.3 mol / l. The maximum distance between the anion center of LiB (C 6 H 5 ) 4 and the other atom was about 5.6 °. However, it does not contain halogen atoms.
【0069】比較例2
PC溶媒にCF3 SO3 Liを溶解して、0.3mol
/l CF3 SO3 Li/PCで組成が示される電解液
を調製した。Comparative Example 2 0.3 mol of CF 3 SO 3 Li was dissolved in a PC solvent.
An electrolytic solution having a composition of / l CF 3 SO 3 Li / PC was prepared.
【0070】上記電解液におけるPCはプロピレンカー
ボネートの略称である。したがって、上記電解液を示す
0.1mol/l CF3 SO3 Li/PCは、電解液
がプロピレンカーボネート溶媒にCF3 SO3 Liを
0.3mol/l溶解させたものであることを示してい
る。CF3 SO3 Liはハロゲン原子は含んでいるがア
ニオン中心と他の原子との最大原子中心間距離は約3.
9Åに過ぎない。PC in the above electrolyte is an abbreviation for propylene carbonate. Thus, the electrolytic solution 0.1mol / l CF 3 SO 3 Li / PC showing a shows that the electrolytic solution is obtained by 0.3 mol / l dissolved CF 3 SO 3 Li in propylene carbonate solvent . CF 3 SO 3 Li contains a halogen atom, but the maximum distance between the center of the anion and the other atom is about 3.
It is only 9Å.
【0071】また、上記電解液を用いた実施例1と同様
に図1に示す構造の筒形有機電解液電池を作製した。Further, a cylindrical organic electrolyte battery having the structure shown in FIG. 1 was produced in the same manner as in Example 1 using the above-mentioned electrolyte.
【0072】つぎに、上記実施例1の電池および比較例
1、2の電池を0.3Aで10ミリ秒間放電した時の最
小電圧を測定した。また、両電池を50mA定電流で放
電し、80℃で10日間貯蔵後の容量を測定し、貯蔵前
の容量と比較した。その結果を表1に示す。Next, the minimum voltage when the battery of Example 1 and the batteries of Comparative Examples 1 and 2 were discharged at 0.3 A for 10 milliseconds was measured. Further, both batteries were discharged at a constant current of 50 mA, and the capacities after storage at 80 ° C. for 10 days were measured and compared with the capacities before storage. Table 1 shows the results.
【0073】[0073]
【表1】 [Table 1]
【0074】表1に示すように、実施例1の電池は、
0.3Aで10ミリ秒放電後の電圧が高く、かつ貯蔵に
よる容量劣化も少なく、貯蔵性が優れていた。これに対
して、比較例1および2の貯蔵後にはほとんど放電でき
ず、貯蔵性が悪かった。As shown in Table 1, the battery of Example 1
The voltage after discharge at 0.3 A for 10 milliseconds was high, the capacity deterioration due to storage was small, and the storability was excellent. On the other hand, after storage of Comparative Examples 1 and 2, almost no discharge was possible, and the storability was poor.
【0075】また、正極集電体のリード部としてのリー
ド体が細くなく応力がかかっていなかったり、圧縮方向
への応力をかけて作製された電池を、10Aで強制的に
過放電し、−3Vに達した後は−3V定電圧で過放電実
験を行ったところ、電流の遮断が不充分である場合があ
り、確実性の高い機能は得られなかった。一方、実施例
1の電池は、いずれも過放電途中で電流が遮断されて安
全な挙動を示した。Further, the lead body as the lead part of the positive electrode current collector is not thin and is not stressed, or a battery produced by applying a stress in the compression direction is forcibly overdischarged at 10 A, After the voltage reached 3 V, an overdischarge experiment was performed at a constant voltage of -3 V. As a result, the interruption of current was sometimes insufficient, and a highly reliable function was not obtained. On the other hand, all the batteries of Example 1 exhibited safe behavior because the current was interrupted during the overdischarge.
【0076】[0076]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電解液および有機電解液電池の貯蔵性を向上させること
ができる。As described above, according to the present invention,
The storage properties of the electrolyte and the organic electrolyte battery can be improved.
【図1】本発明に係る有機電解液電池の一例を模式的に
示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of an organic electrolyte battery according to the present invention.
【図2】図1に示す電池の正極集電体のリード部として
のリード体の応力をかけた部分を拡大して示す図であ
る。FIG. 2 is an enlarged view showing a stressed part of a lead body as a lead part of a positive electrode current collector of the battery shown in FIG. 1;
1 正極 2 負極 3 セパレータ 4 電解液 1 positive electrode 2 Negative electrode 3 separator 4 Electrolyte
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01M 10/40 H01M 10/40 A (72)発明者 園田 高明 福岡県福岡市博多区光町2−1−23 (72)発明者 小林 宏 福岡県福岡市博多区光町2−1−23 (56)参考文献 特開 昭60−20477(JP,A) 特開 平5−62690(JP,A) 特開 平5−82139(JP,A) 実開 昭59−195670(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/26 H01M 6/16 H01M 4/02 H01M 4/66 H01M 10/40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01M 10/40 H01M 10/40 A (72) Inventor Takaaki Sonoda 2-1-23 Hikaricho, Hakata-ku, Fukuoka City, Fukuoka Prefecture (72) Inventor Hiroshi Kobayashi 2-1-23 Hikaricho, Hakata-ku, Fukuoka City, Fukuoka (56) References JP-A-60-20477 (JP, A) JP-A-5-62690 (JP, A) JP-A-5-82139 (JP, A) Japanese Utility Model sho 59-195670 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01M 2/26 H01M 6/16 H01M 4/02 H01M 4/66 H01M 10 / 40
Claims (7)
と負極とをセパレータを介して渦巻状に巻回した渦巻状
電極体を有し、かつ3.1V以上の電圧を有する有機電
解液電池であって、少なくとも一つのフルオロアルキル
基が、中間骨格を介して、周期律表IIIb〜VIb族
から選択される何れか一種の元素でなるアニオンの電荷
中心原子と結合してなり、このアニオンにおいて電荷中
心原子と他の原子の中心間の最大距離が4Å以上である
(CF3 SO2 )2 ・N・ME、(CF3 SO2 )3 C
・ME、〔C6 H4 (F)〕4 B・ME、〔C6 H
4 (Cl)〕4 B・ME(ここでMEはLi、Naまた
はKである)、Cn F2n+1SO3 Li(ここでnは2以
上の整数)、LiB〔C6 H4 (CF3 )〕4 、LiB
〔C6 H3 (CF3 )2 〕4 またはLiB(C6 H3 A
2 〕4 〔ここで、Aは−C(CF3 )2 OCH3 〕のい
ずれかである有機アニオンを含む金属塩を有機溶媒に溶
解した有機電解液を用いたことを特徴とする有機電解液
電池。1. An organic electrolyte battery having a spiral electrode body in which an aluminum current collector is used as a positive electrode, a positive electrode and a negative electrode are spirally wound through a separator, and having a voltage of 3.1 V or more. Wherein at least one fluoroalkyl group is bonded via an intermediate skeleton to a charge center atom of an anion composed of any one element selected from Groups IIIb to VIb of the Periodic Table. (CF 3 SO 2 ) 2 .N.ME, (CF 3 SO 2 ) 3 C in which the maximum distance between the center of the charge center atom and the center of another atom is 4 ° or more
・ ME, [C 6 H 4 (F)] 4 B ・ ME, [C 6 H
4 (Cl)] 4 B.ME (where ME is Li, Na or
Is K), C n F 2n + 1 SO 3 Li ( where n is an integer of 2 or more), LiB [C 6 H 4 (CF 3)] 4, LiB
[C 6 H 3 (CF 3 ) 2 ] 4 or LiB (C 6 H 3 A
2 ] 4 [where A is —C (CF 3 ) 2 OCH 3 ], wherein an organic electrolyte obtained by dissolving a metal salt containing an organic anion in an organic solvent is used. battery.
の中心間の最大距離が5Å以上である請求項1記載の有
機電解液電池。2. The organic electrolyte battery according to claim 1, wherein the maximum distance between the charge center atom of the organic anion and the center of another atom is 5 ° or more.
てのリード体が、板状の正極の一辺に接続され、有機電
解液と接触し得る状態にあって、引張応力を受ける状態
で配置されている請求項1記載の有機電解液電池。 3. A lead portion of the aluminum current collector.
All lead bodies are connected to one side of the plate-shaped positive electrode,
In a state where it can come in contact with the liquor and is subject to tensile stress
The organic electrolyte battery according to claim 1, wherein:
解液と接触し得る状態にあるアルミニウムを含有する金
属でできた正極集電体のリード部としてのリード体が、
冷間圧延により形成され、12kg/mm 2 以上の引張
応力を受ける状態で配置されている請求項1〜3のいず
れかに記載の有機電解液電池。 4. An organic electrode connected to one side of a plate-shaped positive electrode.
Gold containing aluminum ready for contact with the liquor
Lead as a lead part of the positive electrode current collector made of
Formed by cold rolling , tensile of 12 kg / mm 2 or more
4. The method according to claim 1, wherein the member is disposed under a stress.
An organic electrolyte battery according to any one of the preceding claims.
解液と接触し得る状態にあるアルミニウムを含有する金
属でできた正極集電体のリード部としてのリード体が、
冷間圧延により形成され、17kg/mm 2 以上の引張
応力を受ける状態で配置されている請求項1〜3のいず
れかに記載の有機電解液電池。 5. An organic electrode connected to one side of a plate-shaped positive electrode.
Gold containing aluminum ready for contact with the liquor
Lead as a lead part of the positive electrode current collector made of
Formed by cold rolling , tensile of 17 kg / mm 2 or more
4. The method according to claim 1, wherein the member is disposed under a stress.
An organic electrolyte battery according to any one of the preceding claims.
化溶媒で処理され、該有機アニオンを含む金属塩が非ハ
ロゲン溶媒を重量比で0.0005以上0.1以下含む
請求項1〜5のいずれかに記載の有機電解液電池。 6. The metal salt containing an organic anion is non-halogen.
Metal salt containing the organic anion is treated with an organic solvent.
Contains 0.0005 or more and 0.1 or less by weight
The organic electrolyte battery according to claim 1.
化溶媒で処理され、該有機アニオンを含む金属塩が非ハ
ロゲン溶媒を重量比で0.005以上0.1以下含み、
上記有機アニオンを含む金属塩を溶解する有機溶媒とし
て25℃での粘度が1cp以上の有機溶媒を用いた請求
項1〜6のいずれかに記載の有機電解液電池。 7. The method according to claim 1, wherein the metal salt containing an organic anion is non-halogen.
Metal salt containing the organic anion is treated with an organic solvent.
Containing 0.005 or more and 0.1 or less by weight of a logene solvent,
An organic solvent that dissolves the metal salt containing the organic anion
Using an organic solvent having a viscosity of 1 cp or more at 25 ° C.
Item 7. The organic electrolyte battery according to any one of Items 1 to 6.
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