JPH01236580A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明はリチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物質と
する負極と、金属の酸化物、硫化物或いはハロゲン化物
を活物質とする正極と、非水電解液とからなる非水電解
液電池に関するものである。

（ロ）従来の技術 この種電池に用いられる正極活物質としては、金属酸化
物硫化物やハロゲン化物などが提案されており、これら
の物質の中で、たとえば、金属酸化物である二酸化マン
ガンは放電電圧が平坦、非フ 水電解液に対して安定且安価であるという特徴が＾ ある。

一方非水電解液としは近年数種の溶媒と溶質の混合溶媒
系が研究開発されている。その例としては、プロピレン
カーボネートやエチレンカーボネートのような高誘電率
溶媒と１．２−ジメトキシエタン、チトラヒドロフラン
、ジオキソランのような低粘度溶媒などを用いて混合溶
媒とし、ここに過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウム
などの溶質が添加されている。

近年、電池の使用用途の拡大に伴い、この種電池の低温
での特性向上が望まれている。その特性向上の方法とし
て、放電特性に大きな影響を与えると考えられる電解質
を種々検討したものがある。たとえば特開昭５７−４３
３６４号公報には、溶媒としてのプロピレンカーボネー
ト及びジメトキシエタン混合溶媒中に電解質としてトリ
フルオロメタンスルホン酸リチウムを溶解して用いるこ
とが提案されている。ところが、このような方法であっ
ても、電池の低温作動時において、まだ十分に放電特性
が向上したとは言えなかった。

そこで本発明者は、放電特性を左右する要因である粘度
に注目した。そして粘度を低下させることにより、イオ
ンの移動を容易にし低温での放電特性を向上させること
が可能となる。そこで第３の溶媒として、さ゛らにテト
ラ五姶ドロフランを添加する方法も考えられるが、この
場合粘度はたしかに低下するものの、同時に電解液の電
導度も低下するため、低温での放電特性の向上は得られ
なかった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであって、低
温での放電特性を改善し、更には高率放電特性に優れた
非水電解液電池を提供することを課題とする。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、リチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物質
とする負極と、金属の酸化物、硫化物或いはハロゲン化
物を活物質とする正極と、非水電解液とからなる非水電
解液電池であって、前記弁γ− 水電解液として、スルホラン、；ブチルラクトン、ブチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネートもしくはエ
チレンカーボネートから選ばれた少なくとも１種類の高
誘電率溶媒と、チトラヒドロラン１．２−ジメトキ、シ
エタンもしくはジオ（／ キ早ランから選ばれた少なくしも１種類の低粘度溶媒と
、酢酸メチルからなる混合溶媒を用いたことを特徴とす
るものである。

（ネ）作　用 本発明の非水電解液電池によれば、高誘電率溶媒と低粘
度溶媒を用いる混合溶媒系において、酢酸メチルを添加
することにより、低温での溶媒の粘度のみを低下させ、
溶媒の電異ｉ導度を高いままに維持することが可能とな
る。その結果、低温での放電特性が改善され、更には電
池の高率放電特性を向上せしめることが可能となる。

（へ）実施例 以下に、本発明と比較例の対比に言及する。

（本発明） 第１図は、本発明に係る電池の縦断面図であり、以下、
図面に基づき詳述する。あらかじめ３７５℃で熱処理し
た活物質としての二酸化マンガンと、導電剤としてのア
セチレンブラックと、結着剤としてのポリテトラフルオ
ロエチレン（ＰＴＦＥ）とを添加混練し、スラリー状に
したものを、導電芯体に塗着、乾燥し、熱処理を行うこ
とによって正極１を得る。２は負極であって、リチウム
圧延板を所定寸法に打ち抜いたものである。

３はセパレータであって、正極１、負極２の間に介挿さ
れ、捲回・して渦巻電極体４が構成されている。５は電
池缶であって、正極１に電気接続されており、６は安全
弁機構を備えた封口体であり、絶縁バッキング７を介し
て電池缶５によりかしめられている。この封口体６は、
リード材８を介して負極２に電気接続されている。尚、
９は絶縁部材であって電極体４を封口体６から隔離、固
定している。

そして溶媒としては、高誘電率溶媒であるプロピレンカ
ーボネート（ＰＣ）と、低粘度溶媒としての１．２−ジ
メトキシエタン（ＤＭＥ）と、本発明の要点である酢酸
メチル（ＭＡ）とを、体積比で３：５：２とした混合溶
媒を用いた。そしてこの混合溶媒には、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウムが０．８ｍｏｌ／ｆｆ溶解され
ている。このような構成を有する電池を本発明電池Ａと
した。

ンカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、酢を 酸；チルに代えて、プロピレンカーボネートと、１．２
−ジメトキシエタンと、テトラヒドロフラ′ンとを用い
、体積比で３：６：１とした以外は同様の、比較電池Ｂ
を作成した。

（比較ＰＡ２） ４４鮎４に 前記　　　　おいて、混合溶媒としてプロビレ１．２−
ジメトキシエタンとを用い、体積比で３ニアとした以外
は同様の、比較電池Ｃを得た。

これらの電池に用いた電解液の電導度と粘度、及び電池
の低温（−３０℃）での初期放電特性を測定した。この
結果を、次表に示す。

、以下余白 北Ｊ 表において、パルス回へとは、非水電解液の溶媒として
プロピレンカーボネートとジメトキシエタンの２成分を
使用した比較電池Ｃの、パルス回数を１００として示し
たものである。この放電条件は、−２０℃にて放電電流
１．ＯＡで３秒間ＯＮ、７秒間ＯＦＦとしたパルス放電
であり、パルス回数値は、電池電圧が１．５Ｖに達する
までのパルス放電可能回数である。

表より、プロピレンカーボネート及びジメトキシエタン
中に、トリフルオロメタン酸リチウムを溶解した混合溶
媒系に、第３の溶媒としてチトラヒドロフランを加えた
比較電池Ｂの電解液においては、粘度の低下はｉ察され
たが、同時に電導度が低下してしまい、結果的に電池の
パルス回数が減少する。しかしながら、本発明電池Ａは
、第３の溶媒としてチトラヒドロフランの代わりに、酢
ることが可能となる。その結果、パルス回数の大幅な向
上が達成できた。

次に酢酸メチルの添加量について、検討した。

この結果を第２図に示す。溶媒としては、プロピレンカ
ーボネートを用い、ここに酢酸メチルを添加していった
ものである。またパルス特性は、酢酸メチルを添加しな
い時の値を１００として、示しである。尚、パルス条件
は前述のとおりである。図中、実線は初期パルス特性、
破線は７０℃で１０日間保存後の保存パルス特性である
。これより初期パルス特性においては、酢酸メチル添加
量の増加とともに向上する。しかし、保存パルス特性に
おいては酢酸メチルの添加量が５０重量％で極端に劣化
しているのがわかる。

したがって図より、酢酸メチルの添加量は４０重量％以
下が好ましい。

尚、−船釣に、プロピレンカーボネート、１゜２−ジメ
トキシエタンという混合溶媒に、ＬｉＣＦ　３　Ｓ　Ｏ
３を電解質として添加した場合、電池電圧が放電に伴い
低下するという傾向があったが、本発明の如く酢酸メチ
ルを添加することにより、電池の放電電圧を高いままに
維持することが可能となる。

また本実施例において、高誘電率溶媒としてプロピレン
カーボネート、低粘度溶媒として１，２−ジメトキシエ
タンを使用したが、他に高誘電率？容媒としてスルホラ
ン、γ−ブチルラクトン、ブチレンカーボネート、エチ
レンカーボネート、低粘度溶媒としてテトラしドロフラ
ン、ジオキソラン等が使用できる。

（ト）発明の効果 以上、上述した如く本発明によれば、非水電解液を用い
た電池の低温での放電特性が改善され、更には電池の高
率放電特性を向上せしめることが可能となり、その工業
的価値はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電池の継断面図、第２図は電池の低温放
電特性図である。 １・・・正極、２・・・負極、３・・・セパレータ、４
・・・電極体、５・・・電池缶、６・・・封口体、７・
・・絶縁バッキング、８・・・リード材、９・・・絶縁
部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）リチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物質とす
   る負極と、金属の酸化物、硫化物或いはハロゲン化物を
   活物質とする正極と、非水電解液とからなる電池であっ
   て、 前記非水電解液としてスルホラン、γ−ブチルラクトン
   、ブチレンカーボネート、プロピレンカーボネートもし
   くはエチレンカーボネートから選ばれた少なくとも１種
   類の高誘電率溶媒と、チトラヒドロフラン、１、２−ジ
   メトキシエタンもしくはジオキソランから選ばれた少な
   くとも１種類の低粘度溶媒と、酢酸メチルからなる混合
   溶媒を用いたことを特徴とする非水電解液電池。