JP4563316B2 - 有機電解液及びそれを採用したリチウム電池 - Google Patents
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Description
実施例1:電解液の製造
炭酸プロピレン30体積%及び炭酸ジメチル70体積%からなる混合有機溶媒に、添加剤として下記化学式3のジ(ジメチルシアノ)カーボネートを3重量%添加し、リチウム塩としては、1M LiPF6を使用して、有機電解液を製造した。
炭酸プロピレン30体積%及び炭酸ジメチル70体積%からなる混合有機溶媒に、添加剤として下記化学式5のジ(ジメチルシアノ)シュウ酸塩を3重量%添加し、リチウム塩としては1M LiPF6を使用して、有機電解液を製造した。
前記化学式3のジ(ジメチルシアノ)カーボネートの添加量を1重量%としたことを除いては、前記実施例1と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式5のジ(ジメチルシアノ)シュウ酸塩の添加量を1重量%としたことを除いては、前記実施例2と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式3のジ(ジメチルシアノ)カーボネートの添加量を0.1重量%としたことを除いては、前記実施例1と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式5のジ(ジメチルシアノ)シュウ酸塩の添加量を0.1重量%としたことを除いては、前記実施例2と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式3のジ(ジメチルシアノ)カーボネートの添加量を5重量%としたことを除いては、前記実施例1と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式5のジ(ジメチルシアノ)シュウ酸塩の添加量を5重量%としたことを除いては、前記実施例2と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式3のジ(ジメチルシアノ)カーボネートの添加量を2重量%としたことを除いては、前記実施例1と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式5のジ(ジメチルシアノ)シュウ酸塩の添加量を2重量%としたことを除いては、前記実施例2と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式3のジ(ジメチルシアノ)カーボネートの添加量を4重量%としたことを除いては、前記実施例1と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式5のジ(ジメチルシアノ)シュウ酸塩の添加量を4重量%としたことを除いては、前記実施例2と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式3のジ(ジメチルシアノ)カーボネートの添加量を0.05重量%としたことを除いては、前記実施例1と同じ方法で有機電解液を製造した。
前記化学式5のジ(ジメチルシアノ)シュウ酸塩の添加量を0.05重量%としたことを除いては、前記実施例2と同じ方法で有機電解液を製造した。
比較例1:電解液の製造
炭酸プロピレン 30体積%及び炭酸ジメチル 70体積%からなる混合有機溶媒に、リチウム塩としては1M LiPF6を使用して、添加剤なしに有機電解液を製造した。
炭酸プロピレン 30体積%及び炭酸ジメチル 70体積%からなる混合有機溶媒に、添加剤としてジメチルシュウ酸塩を3重量%添加し、リチウム塩としては1M LiPF6を使用して、有機電解液を製造した。
前記ジメチルシュウ酸塩の添加量を1重量%としたことを除いては、前記比較例2と同じ方法で有機電解液を製造した。
炭酸プロピレン 30体積%及び炭酸ジメチル 70体積%からなる混合有機溶媒に、添加剤としてジエチルシュウ酸塩を3重量%添加し、リチウム塩としては、1M LiPF6を使用して、有機電解液を製造した。
LiCoO2 95wt%、結合剤としてフッ化ポリビニリデン(PVdF) 2wt%及びカーボン導電剤 3wt%を混合し、ここにN−メチルピロリドン(NMP)(100ml)及びセラミックボールを付加した後、この混合物を200mlのプラスチック瓶に入れて、10時間よく混合した。次いで、15μm厚さのアルミ箔上に250μmの間隔のドクターブレードでキャスティングして、カソード電極を得た後、それを約110℃のオーブンに入れて約12時間乾燥させて、NMPを完全に蒸発させた。前記カソード電極をロールプレスして、厚さ95μmのカソードを得た。
前記比較例1ないし比較例4により製造された有機電解液を使用したことを除いては、前記実施例15と同じ方法で角形電池を製造した。
実験例1:電池の充放電特性テスト
前記実施例1、実施例2及び比較例1で製造された有機電解液を採用して得られたリチウム電池(実施例15、実施例16及び比較例5)に対して1回充放電を実施した後、その結果を図1に表した。添加剤を全く添加していない比較例5の場合、電解質分解が不可逆的に生じて、充放電が不可能であるということが分かる。これと違って、実施例15及び実施例16の場合、充放電が正常に行われることが確認できる。
前記実施例15ないし実施例28及び比較例5ないし比較例8で製造された電池を4.2Vまで充電した後、充電の前後による電池の厚さの膨脹分をマイクロメータを使用して測定し、その結果を下記表1に表した。
前記実施例15ないし実施例28及び比較例5ないし比較例8で製造された電池に対し、1Cレートで充放電を実施し、初期容量対比100回のサイクルでの容量維持率をサイクル特性対比値と定めて、その結果を下記表1に表した。
Claims (10)
- 前記化学式1の含量は、前記有機溶媒の重量を基準に1ないし3重量%であることを特徴とする請求項1に記載の有機電解液。
- 前記リチウム塩の濃度は、0.5ないし2.0Mであることを特徴とする請求項1に記載の有機電解液。
- 前記高誘電率の溶媒は、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン及びγ−ブチロラクトンから構成された群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機電解液。
- 前記低沸点の溶媒は、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、炭酸ジプロピル、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン及び脂肪酸エステル誘導体から構成された群から選択された一つ以上であることを特徴とする請求項1に記載の有機電解液。
- カソードと、
アノードと、
請求項1ないし請求項9のうち、何れか1項に記載の有機電解液と、を備えることを特徴とするリチウム電池。
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