JP4207123B2 - 非水電解質電池 - Google Patents
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Description
(1)N−ブチルピリジニウムカチオンと、テトラフルオロホウ酸アニオン(BF4 -)、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン(CF3SO3 -)等との組み合わせ。
(2)トリメチルヘキシルアンモニウムカチオンと、トリフルオロメタンスルフォニルアミドアニオン(N(CF3SO2)2 -)、ビスペンタフルオロエタンスルフォニルアミドアニオン(N(C2F5SO2)2 -)等との組み合わせ。
(3)1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンと、テトラフルオロホウ酸アニオン(BF4 -)、トリフルオロメタンスルホン酸アニオン(CF3SO3 -)、トリフルオロメタンスルフォニルアミドアニオン(N(CF3SO2)2 -)、ビスペンタフルオロエタンスルフォニルアミドアニオン(N(C2F5SO2)2 -)等との組み合わせ。
(4)1−メチル−3−ブチルイミダゾリウムカチオンと、テトラフルオロホウ酸アニオン(BF4 -)、ヘキサフルオロリン酸アニオン(PF6 -)等との組み合わせ。
Li/Li+)以下の電位で作動する活物質を用いても良好な電池性能が発揮されるようになる。従って、本発明電池の負極に用いる負極活物質は、その活物質の放電曲線の平坦部を1V(v.s. Li/Li+)以下に有するものを選択することが好ましい。即ち、電池の有効な放電過程において負極が推移する電位の主要部が1V(v.s. Li/Li+)以下となる活物質が好ましい。具体的には、その負極活物質が全電位領域で放出しうるリチウムイオン量をQ1とし、その負極活物質が1V(v.s. Li/Li+)の電位領域で放出しうるリチウムイオン量をQ2としたとき、Q2/Q1の値が、少なくとも0.2以上、好ましくは0.5以上、さらに好ましくは0.8以上である負極活物質が好ましい。これにより、常温溶融塩を用いながらも高い電池電圧を得ることができ、安定して用いることのできる非水電解質電池を提供することができる。負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金(リチウム−アルミニウム,リチウム−鉛,リチウム−スズ,リチウム−アルミニウム−スズ,リチウム−ガリウム,およびウッド合金等のリチウム金属含有合金)の他、リチウムを吸蔵・放出可能な合金、炭素材料(例えばグラファイト、ハードカーボン、低温焼成炭素、非晶質カーボン等)等が挙げられるが、なかでも炭素材料を用いることが好ましい。これは次の理由による。炭素材料は電池製造時に示す自然電極電位が1V(v.s. Li/Li+)を大きく超え、芳香族性環を有する環状四級アンモニウム有機物カチオンの分解が開始する電位(例えば、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムカチオンの場合、約1.1V)より貴であり、電池の製造時最初に行う初充電の過程で負極電位が徐々に卑な方向へ変化し、この過程で前記保護被膜が形成される。そのため、初充電の条件(初充電レート、初充電電流波形、初充電プロセス(間欠充電など)、初充電温度、等)を工夫することにより、前記保護被膜の物性を任意に設計することができるので、極めて好ましい。同様の理由から、ケイ素を主体とする負極活物質もまた、保護被膜の物性を任意に設計することができる点で好ましい。
次に、非水電解質中に極群4を浸漬することにより、極群4に非水電解質を含浸させた。さらに、金属樹脂複合フィルム5で極群4を覆い、その四方を熱溶着により封止した。こ れにより、設計容量10mAhの非水電解質電池を得た。
1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン(EMI+)とテトラフルオロホウ酸イオン(BF4 -)からなる常温溶融塩(EMIBF4)1リットルに対して、1モルのLiBF4を溶解させ、さらに無水コハク酸を1重量%溶解させることにより、非水電解質を得た。この非水電解質を用いて、上記の手順により非水電解質電池を得た。
非水電解液として、N−ブチルピリジニウムイオン(BPy+)とBF4 -からなる常温溶融塩(BPyBF4)1リットルに、1モルのLiBF4を溶解させ、さらに無水グルタル酸を1重量%溶解させることにより、非水電解質を得た。この非水電解質を用いて、上記の手順により非水電解質電池を得た。
非水電解液として、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン(EMI+)とテトラフルオロホウ酸イオン(BF4 -)からなる常温溶融塩(EMIBF4)1リットルに、1モルのLiBF4を溶解させ、さらに無水マレイン酸を1重量%溶解させることにより、非水電解質を得た。この非水電解質を用いて、上記の手順により非水電解質電池を得た。
非水電解液として、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン(EMI+)とテトラフルオロホウ酸イオン(BF4 -)からなる常温溶融塩(EMIBF4)1リットルに、1モルのLiBF4を溶解させ、さらに無水酢酸を1重量%溶解させることにより、非水電解質を得た。この非水電解質を用いて、上記の手順により非水電解質電池を得た。
非水電解液として、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン(EMI+)とテトラフルオロホウ酸イオン(BF4 -)からなる常温溶融塩(EMIBF4)1リットルに、1モルのLiBF4を溶解させることにより、非水電解質を得た。この非水電解質を用いて、上記の手順により非水電解質電池を得た。
非水電解質として、エチレンカーボネート及びジエチルカーボネートを体積比1:1の割合で混合した混合溶媒1リットルに、1モルのLiBF4を溶解させることにより、非水電解質を得た。この非水電解質を用いて、上記の手順により非水電解質電池を得た。
これらの電池について、初期放電容量試験を行った。試験温度は20℃とした。充電は、電流1mA、終止電圧4.2Vの定電流充電とした。放電は、電流1mA、終止電圧2.7Vの定電流放電とした。得られた電池容量を、初期放電容量とした。
続いて、高温保存試験を行った。それぞれの電池を再び上記と同じ条件の充電を20℃にて行った後、100℃3時間−室温21時間の温度サイクルを30日間繰り返した。次に、上記と同じ条件の放電を20℃にて行った。このときの放電容量を保存後残存放電容量とした。また、前記高温保存試験の前後で電池厚さを測定し、電池厚増加率を求めた。
11 正極合剤
12 正極集電体
2 負極
21 負極合剤
22 負極集電体
3 セパレータ
4 極群
5 金属樹脂複合フィルム
Claims (6)
- 前記非水電解質は、テトラフルオロホウ酸アニオンを少なくとも含むことを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の非水電解質電池。
- 前記酸無水物は、環状酸無水物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の非水電解質電池。
- 炭素質材料を負極活物質として用いたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の非水電解質電池。
- 外装材に金属樹脂複合材料を用いたことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の非水電解質電池。
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