JPH01200562A - 非水電解液電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この発明は、リチウムやナトリウムなどの軽金属を負極
活物質に用いる一次ないし二次の非水電解液電池に関す
るものである。

〈従来の技術〉 リチウム電池に代表されるこの種の非水電解液電池は、
軽量でエネルギー密度が高い等の特長のある電池であり
、筒形スパイラル形、筒形インサイドアウト形、コイン
形あるいはピン形などの各種の形式のものが広く用いら
れている。

そして、この電池では、上記軽金属を活物質とする負極
に、セパレータを介して、二酸化マンガンやフッ化カー
ボンなどを活物質とした正極を組合せて構成され、また
非水系の有機溶媒にＬｉＣｌＯ４などのアルカリ金属塩
を溶質として溶解した非水電解液を用いている。

この非水電解液に使用されている有機溶媒は、電池放電
性能上の観点から、上記アルカリ金属塩の溶解度が大き
くて高イオン導電性を示し、また高誘電率で低粘度でな
ければならない。更に、広い温度範囲にわたって安全に
使用できるように、低融点で高沸点であることが必要と
なる。現在知られている有機溶媒の中でこれらの要求を
ほぼ満たすものとして、プロピレンカーボネートがある
が、このプロピレンカーボネートは粘度がかなり高いと
いう欠点がある。そこで環用の電池では、ジオキソラン
、ジメトキシエタンあるいはテトラヒドロフランなどの
低粘度溶媒をこのプロピレンカーボネートに混合した混
合溶媒を用いた構成が採られている。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、この種の非水電解液電池は、電池組立中に正
負極間を短絡させたり、また組立後に例えば正極リード
板と負極缶とが短絡した時、並びに電池を外部短絡させ
た時などには、短絡の際に流れる大電流によって急激な
発熱が起こる。そして、上記の低粘度溶媒として用いら
れるジオキソランなどはその沸点並びに引火点がかなり
低く、これらの溶媒をプロピレンカーボネートに混合し
た非水電解液を用いた場合、上記発熱に伴う電池温度上
昇により、電解液に発火ないし着火が起こり易く、電解
液中のＬＩＣＪ２０４などの作用も加わって爆発を起こ
す等の危険性が高い。とりわけ、大電流を取出せる筒形
スパイラル形電池の場合は短絡時の電池温度上昇が急激
であり、このような危険性が特に高い。

く問題点を解決するための手段〉 この発明の非水電解液電池は、リチウムやナトリウムな
どの軽金属を活物質とする負極にセパレータを介して正
極を組合せてなり、プロピレンカーボネートとジエキシ
エタンとの混合溶媒に溶質としてＬｉＣＪ！０４を溶解
した非水電解液を用いたことを要旨とする。

く作用〉 上記のジェトキシエタンは低粘度有機溶媒であり、また
沸点及び引火点は前記の従来用いられているジオキソラ
ン、ジメトキシエタンあるいはテトラヒドロフランなど
のいずれよりも高く、発火及び爆発等の危険性が著しく
低くて安全である。よって、上記組成の電解液を用いる
ことで、安全性の高い電池を得ることができる。

また、このジェトキシエタンは、本考案の様にプロピレ
ンカーボネイトと過塩素酸リチウムの組合せにおいては
、他の溶媒溶質系の組み合せに比較して、溶液としては
高い導電率を示すことが実験の結果明らかとなった。

第３図に、本考案による電解液系と、従来から一般的に
使用されているプロピレンカーボネイトとジメトキシエ
タンの混合溶媒に過塩素酸リチウムを溶解させた電解液
系の導電率を比較して示した。

同図において、点線は本考案品の、また実践は従来の電
解液系の、温度２０℃における導電率（ｍｓ）である。

また、これらの電解液系において、各溶媒の混合比はい
ずれも容積比で１：１とした。

そして、この結果、本考案の電解液を使用することによ
って、電池性能向上も図れることがわかった。

一方、ジメトキシエタンのプロピレンカーボネイトに対
する容積比率を変えた混合溶媒に、過塩素酸リリウムを
１ｍｏλ／ｆｌ溶解させた電解液を種々作り、これらの
導電率（ｍｓ）を測定した所、第４図に示した結果を）
ｑた。この結果より、ジメトキシエタンとプロピレンカ
ーボネイトとの好ましい容積比は概略１：１である。ま
た、過塩素酸リチウムの好ましい濃度は、およそ１ｍ０
Ｊ２．／ｆｌであった。

〈実施例〉 以下に、この発明を筒形スパイラル形リチウム電池に適
用した実施例を添付図面を用いて説明する。

ステンレス製の有底円筒状電池缶１に、二酸化マンガン
を主剤とする混合粉末をシート状に成型して得た正極２
とリチウムシート製負極３とをポリプロピレン不織布シ
ート製のセパレータ４を介して積重し且つ渦巻状に巻回
して作った発電要素５を収納し、また、本発明に係る非
水電解液６を所定量注入し、更に正極上部より導出した
リード板７を、合成樹脂製の絶縁ガスケット１０の内側
で電池缶開口部に載置したステンレス製で皿状の端子板
８の内側に設けたステンレス製封口板７に接続する等し
て、第１図に示したようなＣＲ６・Ｈ型（外径１４．５
ｍｍ、高さ５０．５ｍｍ　）のスパイラル形リチウム電
池（本発明電池Ａ）を作製した。尚、上記の非水電解液
６としては、プロピレンカーボネートとジェトキシエタ
ンを体積比１：１で混ぜた混合溶媒にＬｉＣｌＯ４を１
ｍｏＪ２／βを溶解させたものを用いた。

一方、プロピレンカーボネートとジメトキシエタンとの
体積比１：１での混合溶媒にＬｉＣｌＯ４を１ｍｏβ／
λ溶解させた非水電解液を用いた他は本発明電池Ａと同
様にして、比較用のスパイラル形リチウム電池（比較電
池Ｂ）を作った。

上記２つの電池Ａ、Ｂについて、環境温度２０℃で放電
抵抗８０Ωにて連続放電させた時の各電池の端子電圧（
Ｖ）の変化を調べた。結果は第２図の通りで、本発明電
池Ａは比較電池Ｂより高い放電性能を示した。

一方、これらの電池Ａ、Ｂを夫々４分間外部短絡した所
、比較電池Ｂでは温度上昇により爆発したが、本発明電
池Ａでは爆発することはなかった。この理由としては、
低粘度溶媒とじて使用した、電池Ａではジェトキシエタ
ン、電池Ｂではジメトキシエタンの沸点および引火点の
違いに起因するものと考えることができる。

尚、以上は正極活物質に二酸化マンガンを、負極活物質
にはリチウムをそれぞれ用いた例でおるが、正極活物質
としてＭｏＯ３やＣｕＯなとの金属酸化物、Ａ　Ｑ　Ｃ
Ｊｕｌ　２やＣｕＣβ２などの金属塩化物、ＣｕＦ２や
Ｎ　ｉ　Ｆ２などの金属弗化物、ＣｕＳやＮ！３３２な
どの金属硫化物を、負極活物質にはナトリウムやカリウ
ムなどのその他の軽金属を用いた場合も同様な結果が得
られることは明らかである。

また、以上は筒形スパイラル形電池についての例である
が、筒形インサイドアウト形、コイン形おるいはピン形
などの他の形式の電池の場合も同様な結果が得られるこ
とは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上のように、この発明によれば、電池性能が良好で安
全性の高い非水電解液電池を提供することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例の電池断面図、第２図は実施例の電池と
比較用の電池の放電時の端子電圧の変化を示したグラフ
、第３図は、本発明による電解液と比較用の電解液の２
０℃における過塩素酸リチウムの伍を変化させた時の導
電率の違いを示したグラフ、第４図は本発明による電解
液において各溶媒の容積比を変化させた時の導電率の変
化を示したグラフである。 １・・・電池缶、５・・・発電要素、６・・・非水電解
液。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、リチウムやナトリウムなどの軽金属を活物とする負
   極にセパレータを介して正極を組合せてなり、プロピレ
   ンカーボネートとジエトキシエタンとの混合溶媒に溶質
   として ＬｉＣｌＯ＿４を溶解した非水電解液を用いたことを特
   徴とする非水電解液電池。 ２、正極の活物質が二酸化マンガンであること特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の非水電解液電池。