JPH01132067A - 有機電解質二次電池 - Google Patents
有機電解質二次電池Info
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- JPH01132067A JPH01132067A JP62291102A JP29110287A JPH01132067A JP H01132067 A JPH01132067 A JP H01132067A JP 62291102 A JP62291102 A JP 62291102A JP 29110287 A JP29110287 A JP 29110287A JP H01132067 A JPH01132067 A JP H01132067A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、負極にリチウムなどを用いた有機電解質二次
電池っ改良に関するものであシ、特に有機電解質を構成
する有機溶媒の改良により、電池の過放電特性の向上を
目指すものである。
電池っ改良に関するものであシ、特に有機電解質を構成
する有機溶媒の改良により、電池の過放電特性の向上を
目指すものである。
従来の技術
負極にリチウムやリチウム合金、正極に、活物質として
の二硫化チタン（Ｔ ｉ Ｓ ２ ）や、二酸化マンゴ
ｙ （ＭｎＯ） 、五二酸化りｃｒ ム（Ｃｒ２０６）
Ｋ。
の二硫化チタン（Ｔ ｉ Ｓ ２ ）や、二酸化マンゴ
ｙ （ＭｎＯ） 、五二酸化りｃｒ ム（Ｃｒ２０６）
Ｋ。
導電剤としてのアセチレンブラックなどの炭素粉を混合
して作製された電極を用いた有機電解質二次電池の研究
が活発に行われている。これらの電池の電解質には、プ
ロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネー）
（ＥＣ）などのカーボネート類に、ジメトキシエタン（
ＤＭＥ）や、２−メチルテトラヒドロフラン（２−Ｍｅ
−ＴＨＦ ）などのエーテル類を混合した混合溶媒に、
過塩素リチウム（Ｌ ｉ ＣＩ Ｏ４）やリチウムへキ
サクロロアルシネ−） （Ｌ ｉ Ａ ｓ Ｆ ｅ ）
を溶質として溶解した有機電解質が用いられて来た。
して作製された電極を用いた有機電解質二次電池の研究
が活発に行われている。これらの電池の電解質には、プ
ロピレンカーボネート（ＰＣ）やエチレンカーボネー）
（ＥＣ）などのカーボネート類に、ジメトキシエタン（
ＤＭＥ）や、２−メチルテトラヒドロフラン（２−Ｍｅ
−ＴＨＦ ）などのエーテル類を混合した混合溶媒に、
過塩素リチウム（Ｌ ｉ ＣＩ Ｏ４）やリチウムへキ
サクロロアルシネ−） （Ｌ ｉ Ａ ｓ Ｆ ｅ ）
を溶質として溶解した有機電解質が用いられて来た。
発明が解決しようとする問題点
従来のＰＣは、誘電率が大であるが粘度が大であるため
、電池に使用すると高率放電時に電圧の低下、正極の利
用率の低下が起る。一方、ＤＭＥや２−Ｍｅ−ＴＨＦな
どのエーテル類では粘度は小さいが誘電率が小さいため
、溶質のＬ ｉＣＩ ０４などを十分な割合でイオン解
離させることができず、高率放電時に、電池電圧の低下
や利用率の低下が起った。このため、ＰＣやＥＣなどの
カーボネート類と、エーテル類を混合して、十分な溶質
のイオン解離を得るとともに、粘度の低下を図って、電
池の放電特性を向上させて来た。しかし、これらの電解
質中で電池を過放電させると、正極の電位の低下に伴い
、活物質表面や、導電剤に使用している炭素粉の表面で
ＰＣやＥＣなどカーボネート類の溶媒の分解が起り、分
離生成物が正極粒子表面を覆って、以後の充放電特性は
、急激に低下した。
、電池に使用すると高率放電時に電圧の低下、正極の利
用率の低下が起る。一方、ＤＭＥや２−Ｍｅ−ＴＨＦな
どのエーテル類では粘度は小さいが誘電率が小さいため
、溶質のＬ ｉＣＩ ０４などを十分な割合でイオン解
離させることができず、高率放電時に、電池電圧の低下
や利用率の低下が起った。このため、ＰＣやＥＣなどの
カーボネート類と、エーテル類を混合して、十分な溶質
のイオン解離を得るとともに、粘度の低下を図って、電
池の放電特性を向上させて来た。しかし、これらの電解
質中で電池を過放電させると、正極の電位の低下に伴い
、活物質表面や、導電剤に使用している炭素粉の表面で
ＰＣやＥＣなどカーボネート類の溶媒の分解が起り、分
離生成物が正極粒子表面を覆って、以後の充放電特性は
、急激に低下した。
本発明は上記従来技術の問題点に鑑み、ＰＣやＥＣに代
って、溶質のＬ ｚ ＣＩ ０４などを十分にイオン解
離させる能力を持ち、かつ過放電で正極の電位が低下し
ても分解しない溶媒を使用する電池を提供することを目
的とする。
って、溶質のＬ ｚ ＣＩ ０４などを十分にイオン解
離させる能力を持ち、かつ過放電で正極の電位が低下し
ても分解しない溶媒を使用する電池を提供することを目
的とする。
問題点を解決するための手段
本発明は、従来の有機電解質に用いる溶媒として、無水
酢酸を含む混合溶媒を使用することを特徴とする二次電
池である。
酢酸を含む混合溶媒を使用することを特徴とする二次電
池である。
作 用
エーテル類と無水酢酸の混合溶媒を用いることによシ、
溶質の十分なイオン解離によると思われる、従来のＰ
Ｃ−１ｂＥ Ｃとエーテ）ｖ類との混合溶媒を用いた時
と同等もしくは以上の充放電特性が得られ、さらに過放
電を行っても、ＰＣやＥＣを用いた場合と異なり、溶媒
の分解が少なく、その後十分な充行電が行える。
溶質の十分なイオン解離によると思われる、従来のＰ
Ｃ−１ｂＥ Ｃとエーテ）ｖ類との混合溶媒を用いた時
と同等もしくは以上の充放電特性が得られ、さらに過放
電を行っても、ＰＣやＥＣを用いた場合と異なり、溶媒
の分解が少なく、その後十分な充行電が行える。
実施例
以下に本発明の詳細な説明する。
（実施例１）
負極に値径１７− ｓｍｍ １厚さ０．５．の円板状リ
チウムを用いた。この時の理論充填量は２４７ｍＡｈで
ある。正極には、二酸化マンガン１００重量に導電剤と
してのアセチレンブラック１０重量部、結着剤としての
ポリ四フフ化エチレン樹脂１０重量部を加えた合剤０．
４７を、直径１７．５１１１１１１の円盤状に圧縮成形
したものを用いた。この正極の理論充填容量は１０３
ｍＡｈであった。この正極、負極を用いて第１図に示し
た扁平形電池を構成し、有機電解質の違い顛よる特性差
を検討した。
チウムを用いた。この時の理論充填量は２４７ｍＡｈで
ある。正極には、二酸化マンガン１００重量に導電剤と
してのアセチレンブラック１０重量部、結着剤としての
ポリ四フフ化エチレン樹脂１０重量部を加えた合剤０．
４７を、直径１７．５１１１１１１の円盤状に圧縮成形
したものを用いた。この正極の理論充填容量は１０３
ｍＡｈであった。この正極、負極を用いて第１図に示し
た扁平形電池を構成し、有機電解質の違い顛よる特性差
を検討した。
第１図において、１は電池ケース、２は封口板、３は負
極、４はセパレータ、５は正極、６はガスケットである
。
極、４はセパレータ、５は正極、６はガスケットである
。
有機電解質の溶質として、全て濃度１モ／Ｌ／ ／ １
のＬＬＣ１０４を用いた。有機電解質の混合溶媒として
、本発明の溶媒として、モル比で、５：１０の無水酢酸
とＤＭＥの混合溶媒を用いた電池をＡ、同じ＜５：１０
の無水酢酸と２−Ｍｅ−ＴＨＦ を用いた電池をＢとす
る。また従来例として、５：１０のＰＣとＤＭＥを用い
た電池をＣ１同じく５：１０のｐｃと２−Ｍｅ−ＴＨＦ
を用いた電池をＤ 、２−Ｍｅ−ＴＨＦ単独溶媒を用い
た電池をＥとする。
のＬＬＣ１０４を用いた。有機電解質の混合溶媒として
、本発明の溶媒として、モル比で、５：１０の無水酢酸
とＤＭＥの混合溶媒を用いた電池をＡ、同じ＜５：１０
の無水酢酸と２−Ｍｅ−ＴＨＦ を用いた電池をＢとす
る。また従来例として、５：１０のＰＣとＤＭＥを用い
た電池をＣ１同じく５：１０のｐｃと２−Ｍｅ−ＴＨＦ
を用いた電池をＤ 、２−Ｍｅ−ＴＨＦ単独溶媒を用い
た電池をＥとする。
各電池を２ｍＡで２Ｖまで放電し、３．９ｖまで充電す
るサイクルを１０サイク／Ｌ’まで行い、１１サイクル
目以降は放電を、電池端子電圧がｏＶになるまで行った
。第２図には、各電池の１５サイクル目の放電曲線を示
す。これより、過放電を行った場合でも、本発明の無水
酢酸の混合溶媒を用いた場合において、良好な充放電サ
イクルが可能であることがわかる。また、過放電を行う
前の８サイクル目の電池の放電曲線を第３図に示す。Ｅ
の２−Ｍｅ−ＴＨＦ単独溶媒に比べ、無水酢酸を添加し
たＢの電池では、従来のＰＣを用いた混合溶媒と同等も
しくは、それ以上の性能を示すことがわかる。
るサイクルを１０サイク／Ｌ’まで行い、１１サイクル
目以降は放電を、電池端子電圧がｏＶになるまで行った
。第２図には、各電池の１５サイクル目の放電曲線を示
す。これより、過放電を行った場合でも、本発明の無水
酢酸の混合溶媒を用いた場合において、良好な充放電サ
イクルが可能であることがわかる。また、過放電を行う
前の８サイクル目の電池の放電曲線を第３図に示す。Ｅ
の２−Ｍｅ−ＴＨＦ単独溶媒に比べ、無水酢酸を添加し
たＢの電池では、従来のＰＣを用いた混合溶媒と同等も
しくは、それ以上の性能を示すことがわかる。
（実施例２）
実施例１と同じ構成の電池を作シ、混合溶媒として、無
水酢酸とＤＭＥの混合溶媒を用い、その混合比を変えて
充放電特性を検討した。溶質には、濃度１モル／ｌのリ
チウムへキサクロロフォスフェート（Ｌ Ｉ Ｐ Ｆ
ｓ ）を用いた。充放電条件は、実施例１と同様に行っ
た。第４図には、混合溶媒中の無水酢酸のモル比を変え
た時の過放電を行った第１６サイクル目の放電容量をプ
ロットした。ＤＭＥ１０モルに対して、無水酢酸が１モ
ル未満では、Ｌ ｉＰ Ｆ ｃｓのイオン解離が不十分
であると思われる放電容量の低下が見られ、また３ｏモ
ルを超えると粘度が増加し、容量の低下が見られた。こ
のため、無水酢酸とＤＭＥ（７）比率は１：１ｏから３
０ ： １０が良い。
水酢酸とＤＭＥの混合溶媒を用い、その混合比を変えて
充放電特性を検討した。溶質には、濃度１モル／ｌのリ
チウムへキサクロロフォスフェート（Ｌ Ｉ Ｐ Ｆ
ｓ ）を用いた。充放電条件は、実施例１と同様に行っ
た。第４図には、混合溶媒中の無水酢酸のモル比を変え
た時の過放電を行った第１６サイクル目の放電容量をプ
ロットした。ＤＭＥ１０モルに対して、無水酢酸が１モ
ル未満では、Ｌ ｉＰ Ｆ ｃｓのイオン解離が不十分
であると思われる放電容量の低下が見られ、また３ｏモ
ルを超えると粘度が増加し、容量の低下が見られた。こ
のため、無水酢酸とＤＭＥ（７）比率は１：１ｏから３
０ ： １０が良い。
（実施例３）
過放電を行うと分解するＰＣやＥＣ存在下での無水酢酸
添加の効果る調べた。実施例１と同様の電池を用いて、
有機電解質の混合溶媒として、無水酢酸：ＰＣ：ＤＭＥ
が、ｔｓ：５：１ｏの電解質を用いた電池をＦ１従来例
としてのＰＣ：ＤＭＥが５：１ｏの電解質を用いた電池
をＧとする。実施例１と同じ条件で充放電を行った。
添加の効果る調べた。実施例１と同様の電池を用いて、
有機電解質の混合溶媒として、無水酢酸：ＰＣ：ＤＭＥ
が、ｔｓ：５：１ｏの電解質を用いた電池をＦ１従来例
としてのＰＣ：ＤＭＥが５：１ｏの電解質を用いた電池
をＧとする。実施例１と同じ条件で充放電を行った。
第５図には、過放電を行った第１５サイクル目の放電面
、線を示す。これによシ、従来のＰＣとＤＭＥの混合溶
媒に、さらに無水酢酸を添加した時にも、過放電特性が
向上していることがわかる。
、線を示す。これによシ、従来のＰＣとＤＭＥの混合溶
媒に、さらに無水酢酸を添加した時にも、過放電特性が
向上していることがわかる。
以上の実施例は、正極活物質にＭ ｎ Ｏ２を用いた場
合を示したが、ＴｉＳ２やＣｒ２Ｑ６やへ三酸化クロム
（Ｃｒ ｓ Ｏｓ ） を用いた場合にも同様な効果
が見られた。
合を示したが、ＴｉＳ２やＣｒ２Ｑ６やへ三酸化クロム
（Ｃｒ ｓ Ｏｓ ） を用いた場合にも同様な効果
が見られた。
発明の効果
以上のように、本発明によシ、過放電特性に優れた電池
が得られる。
が得られる。
第１図は本発明の一実施例の有機電解質二次電池の縦断
面図、第２図は各種溶媒を用いた電池の過放電を行った
後の充放電での放電特性図、第３図は過放電を行う前の
充放電での放電特性図、第４図は混合溶媒中の無水酢酸
のモル比を変えた時の電池の放電容量特性図、第６図は
各種溶媒を用いた電池の過放電を行った後の充放電での
放電特性図である。 Ａ、Ｂ、Ｆ・・・・・・本発明の実施例電池、Ｃ，Ｄ。 Ｅ、Ｇ・・・・・・従来例電池。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名３−
−一貴ぶ ／ 第２図 蚊電岬■（瞬間） 第３図 敢電特間（時Ｍ） 嬉４図 χ。 無ｙｉ＜ 詐＊ ： ｖＭａ ＝ｘ、：ｔ。 第５図 Ｘ電縛聞（吟閘ン
面図、第２図は各種溶媒を用いた電池の過放電を行った
後の充放電での放電特性図、第３図は過放電を行う前の
充放電での放電特性図、第４図は混合溶媒中の無水酢酸
のモル比を変えた時の電池の放電容量特性図、第６図は
各種溶媒を用いた電池の過放電を行った後の充放電での
放電特性図である。 Ａ、Ｂ、Ｆ・・・・・・本発明の実施例電池、Ｃ，Ｄ。 Ｅ、Ｇ・・・・・・従来例電池。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名３−
−一貴ぶ ／ 第２図 蚊電岬■（瞬間） 第３図 敢電特間（時Ｍ） 嬉４図 χ。 無ｙｉ＜ 詐＊ ： ｖＭａ ＝ｘ、：ｔ。 第５図 Ｘ電縛聞（吟閘ン
Claims (2)
- （１）負極と、正極と、有機電解質とからなり、有機電
解質の溶媒に、少なくとも、無水酢酸を添加した混合溶
媒を用いたことを特徴とする有機電解質二次電池。 - （２）無水酢酸とそれ以外の溶媒の混合割合がモル比で
、１：１０から３０：１０であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の有機電解質二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62291102A JPH01132067A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 有機電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62291102A JPH01132067A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 有機電解質二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01132067A true JPH01132067A (ja) | 1989-05-24 |
Family
ID=17764475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62291102A Pending JPH01132067A (ja) | 1987-11-18 | 1987-11-18 | 有機電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01132067A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04355065A (ja) * | 1991-05-30 | 1992-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JP2002100400A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-04-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解液および非水電解質二次電池 |
| CN110311170A (zh) * | 2018-03-27 | 2019-10-08 | 丰田自动车株式会社 | 电解液和锂离子电池 |
-
1987
- 1987-11-18 JP JP62291102A patent/JPH01132067A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04355065A (ja) * | 1991-05-30 | 1992-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JP2002100400A (ja) * | 2000-09-20 | 2002-04-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | 非水電解液および非水電解質二次電池 |
| CN110311170A (zh) * | 2018-03-27 | 2019-10-08 | 丰田自动车株式会社 | 电解液和锂离子电池 |
| JP2019175592A (ja) * | 2018-03-27 | 2019-10-10 | トヨタ自動車株式会社 | 電解液およびリチウムイオン電池 |
| US11611105B2 (en) | 2018-03-27 | 2023-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Electrolyte solution and lithium-ion battery |
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