JPH02312159A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH02312159A JPH02312159A JP13205189A JP13205189A JPH02312159A JP H02312159 A JPH02312159 A JP H02312159A JP 13205189 A JP13205189 A JP 13205189A JP 13205189 A JP13205189 A JP 13205189A JP H02312159 A JPH02312159 A JP H02312159A
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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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
- H01M6/164—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solvent
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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。
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
本発明はリチウム或いはリチウムを含む合金からなる負
極と、正極と、溶媒と溶質とからなる非０ 水電解液と
を備えた非水電解液電池に係り、特に非水電解液の改良
に関するものである。
極と、正極と、溶媒と溶質とからなる非０ 水電解液と
を備えた非水電解液電池に係り、特に非水電解液の改良
に関するものである。
口、従来の技術
この種電池の非水電解液を構成する溶質及び溶媒として
は、例えば特公昭４５−４００４１号公報或いは特公昭
５７−３２８６６号公報などに開示されているように種
々のものが提案されている。具体的には溶質として過塩
素酸リチウム、ホウフッ化リチウムなど、又溶媒につい
ては高粘度溶媒としてプロピレンカーボネート、γ−ブ
チロラクトンなど、低粘度溶媒としてジメトキシエタン
、ジオキソラン、テトラヒドロフランなどが知られてい
る。
は、例えば特公昭４５−４００４１号公報或いは特公昭
５７−３２８６６号公報などに開示されているように種
々のものが提案されている。具体的には溶質として過塩
素酸リチウム、ホウフッ化リチウムなど、又溶媒につい
ては高粘度溶媒としてプロピレンカーボネート、γ−ブ
チロラクトンなど、低粘度溶媒としてジメトキシエタン
、ジオキソラン、テトラヒドロフランなどが知られてい
る。
さて、近年に至っては、この種電池の適用分野の拡大に
伴い電池特性の改善が望まれており、その一つとして高
率放電特性及び保存特性の向上が望まれている。
伴い電池特性の改善が望まれており、その一つとして高
率放電特性及び保存特性の向上が望まれている。
ところで、種々の有機溶媒のうち、ジメチルサルファイ
ドを用いると高率放電特性が向上するものの、ジメチル
サルファイドは負極のリチウムと反応しやすいため保存
特性に問題があった。
ドを用いると高率放電特性が向上するものの、ジメチル
サルファイドは負極のリチウムと反応しやすいため保存
特性に問題があった。
ハ１発明が解決しようとする課題
本発明はジメチルサルファイドが高率放電特性向丘に有
効であるという利点を生かし、且保存特性の向上を計り
、以って高率放電特性及び保存特性に優れた非水電解液
電池を提供するものである。
効であるという利点を生かし、且保存特性の向上を計り
、以って高率放電特性及び保存特性に優れた非水電解液
電池を提供するものである。
二０課題を解決するための手段
本発明による非水電解液電池は、溶媒としてジメチルサ
ルファイドと少なくとも一種の高沸点溶媒とを含む混合
溶媒を用いることを特徴とする。
ルファイドと少なくとも一種の高沸点溶媒とを含む混合
溶媒を用いることを特徴とする。
ホ０作用
ジメチルサルファイドは高率放電特性に有効であるもの
の、高温保存時には負極のリチウムと反応して亜硫酸リ
チウム（Ｌｉ、ＳＯ，）の被膜が負極表面に生成する。
の、高温保存時には負極のリチウムと反応して亜硫酸リ
チウム（Ｌｉ、ＳＯ，）の被膜が負極表面に生成する。
その結果、内部抵抗が上昇するので保存特性に問題があ
った。
った。
ところが本発明のように、ジメチルサルファイドに少な
くとも一種の高沸点溶媒を混合した混合溶媒を用いると
、亜硫酸リチウムの生成に先立って、高沸点溶媒とリチ
ウムとの反応により炭酸リチウムが生成する。この炭酸
リチウムは亜硫酸リチウムに比してイオン透過性の良好
な被膜であり、その結果、内部抵抗の上昇は抑制される
。
くとも一種の高沸点溶媒を混合した混合溶媒を用いると
、亜硫酸リチウムの生成に先立って、高沸点溶媒とリチ
ウムとの反応により炭酸リチウムが生成する。この炭酸
リチウムは亜硫酸リチウムに比してイオン透過性の良好
な被膜であり、その結果、内部抵抗の上昇は抑制される
。
へ、実施例
実施例１
第１図は本発明の一実施例による扁平型非水電解液電池
の縦断面図を示し、リチウム金属からなる負極２は負極
集電体７の内面に圧着されており、この集電体７はフェ
ライト系ステンレス鋼からなる断面略コ字状の負極針５
の内底面に固着されている。前記負極針５の周端はポリ
プロピレン製の絶縁バッキング８の内部に固定されてお
り、絶縁バッキング８の外周にはステンレスからなり、
前記負極針５とは反対方向に断面略コ字状をなす正極缶
４が固定されている。この正極缶４の内底面には正極集
電体６が固定されており、集電体６の内面には正極１が
固定されている。そして、正極１と負極２との間には、
本発明の要旨とする非水電解液（詳細については後述す
る）が含浸されたセパレータ３が介挿されている。
の縦断面図を示し、リチウム金属からなる負極２は負極
集電体７の内面に圧着されており、この集電体７はフェ
ライト系ステンレス鋼からなる断面略コ字状の負極針５
の内底面に固着されている。前記負極針５の周端はポリ
プロピレン製の絶縁バッキング８の内部に固定されてお
り、絶縁バッキング８の外周にはステンレスからなり、
前記負極針５とは反対方向に断面略コ字状をなす正極缶
４が固定されている。この正極缶４の内底面には正極集
電体６が固定されており、集電体６の内面には正極１が
固定されている。そして、正極１と負極２との間には、
本発明の要旨とする非水電解液（詳細については後述す
る）が含浸されたセパレータ３が介挿されている。
ところで、前記正極ｌは３５０〜４３０℃の温度範囲で
熱処理した二酸化マンガンを活物質として用い、この二
酸化マンガンと、導電剤としてのカーボン粉末及び結着
剤としてのフッ素甜脂粉末とを８５ ： １０ ： ５
の重量比で混合する。ついで、この混合物を加圧成形し
た後、２５０〜３５０℃で熱処理して作製したものであ
る。
熱処理した二酸化マンガンを活物質として用い、この二
酸化マンガンと、導電剤としてのカーボン粉末及び結着
剤としてのフッ素甜脂粉末とを８５ ： １０ ： ５
の重量比で混合する。ついで、この混合物を加圧成形し
た後、２５０〜３５０℃で熱処理して作製したものであ
る。
又、前記負極２はリチウム圧延板を所定寸法に打抜いた
ものである。
ものである。
尚、電池径は２０．０ｒｎｍ、電池厚みは２．５ｆｆｌ
ｆｆｌ、電池容量は１３０ｍＡＨである。
ｆｆｌ、電池容量は１３０ｍＡＨである。
而して、非水電解液はジメチルサルファイド（ＤＭＳＩ
）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）との等体積混合溶
媒に、溶質としての過塩素酸リチウム（ＬｉＣｊＯ＋
）を１モル／２溶解したものを用いた。この電池を本発
明電池Ａとする。
）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）との等体積混合溶
媒に、溶質としての過塩素酸リチウム（ＬｉＣｊＯ＋
）を１モル／２溶解したものを用いた。この電池を本発
明電池Ａとする。
実施例２〜３
溶媒の組成のみ異なり、他は実施例１と同様の本発明電
池Ｂ、Ｃを作製した。
池Ｂ、Ｃを作製した。
電池Ｂの溶媒は、ＤＭＳＩとエチレンカーボネー） （
ＥＣ）との等体積混合溶媒であり、又電池Ｃの溶媒はＤ
ＭＳＩとブチレンカーボネート（ＢＣ）との等体積混合
溶媒である。
ＥＣ）との等体積混合溶媒であり、又電池Ｃの溶媒はＤ
ＭＳＩとブチレンカーボネート（ＢＣ）との等体積混合
溶媒である。
比較例１〜４
溶媒の組成のみ異なり、他は実施例１と同様の比較電池
ｗ、ｘ、ｙ、ｚを作製した。
ｗ、ｘ、ｙ、ｚを作製した。
電池Ｗの溶媒はＤ Ｍ Ｓ Ｉ単独、電池Ｘの溶媒はＰ
Ｃ単独、電池Ｙの溶媒はＥＣ単独、電池Ｚの溶媒はＢＣ
単独である。
Ｃ単独、電池Ｙの溶媒はＥＣ単独、電池Ｚの溶媒はＢＣ
単独である。
第２図及び第３図は、これら電池の放電特性図であって
、第２図は電池組立後、直ちに２５℃において５００Ω
の定抵抗で放電した時の初期特性、又第３図は電池組立
後、６０℃で３ケ月保存したのち２５℃において５００
Ωの定抵抗で放電した時の放電特性を示す。尚、各電池
は５個づつ作製して測定した。
、第２図は電池組立後、直ちに２５℃において５００Ω
の定抵抗で放電した時の初期特性、又第３図は電池組立
後、６０℃で３ケ月保存したのち２５℃において５００
Ωの定抵抗で放電した時の放電特性を示す。尚、各電池
は５個づつ作製して測定した。
第２図及び第３図より、本発明電池はいずれも比較電池
Ｗと対比すると、初期特性は略同等であるが保存特性が
飛躍的に改善されているのがわかる。又、比較電池Ｘ、
Ｙ、Ｚに対しては初期特性 ３□及び保存特性とも改善
されているのがわかる。
Ｗと対比すると、初期特性は略同等であるが保存特性が
飛躍的に改善されているのがわかる。又、比較電池Ｘ、
Ｙ、Ｚに対しては初期特性 ３□及び保存特性とも改善
されているのがわかる。
また、保存後の電池を分解したところ、比較電池Ｗはリ
チウム負極表面に金属光沢が見られず、かすかに臼くな
っているのに対し、本発明電池はいずれもリチウム負極
表面に金属光沢が見られた。このことにより、本発明電
池ではリチウム負極表面にＬ＋ｔＳＯ＋の被膜が生成し
ていないことがわかる。
チウム負極表面に金属光沢が見られず、かすかに臼くな
っているのに対し、本発明電池はいずれもリチウム負極
表面に金属光沢が見られた。このことにより、本発明電
池ではリチウム負極表面にＬ＋ｔＳＯ＋の被膜が生成し
ていないことがわかる。
第４図は、本発明電池（Ａ）におけるＤ Ｍ Ｓ Ｉと
ＰＣの混合比率と、６０℃で３力月保存した後、２５℃
において５００Ωの定抵抗で放電した時の放電容量との
関係を示す図であり、ＤＭＳＩに加えるＰＣの量は３０
体積％以上が望ましいといえる。
ＰＣの混合比率と、６０℃で３力月保存した後、２５℃
において５００Ωの定抵抗で放電した時の放電容量との
関係を示す図であり、ＤＭＳＩに加えるＰＣの量は３０
体積％以上が望ましいといえる。
実施例４〜６
実施例１〜３は二成分系混合溶媒であるが、ここで溶媒
として］：１ｉＳＩとＰＣとの混合溶媒に、更にジメト
キシエタン（ＤＭＥ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
、ジオキソラン（ＤＯＸＬ）の低粘度溶媒を夫々加えた
三成分系混合溶媒を用いた本発明電池り、Ｅ、Ｆを作製
した。
として］：１ｉＳＩとＰＣとの混合溶媒に、更にジメト
キシエタン（ＤＭＥ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）
、ジオキソラン（ＤＯＸＬ）の低粘度溶媒を夫々加えた
三成分系混合溶媒を用いた本発明電池り、Ｅ、Ｆを作製
した。
第５図はこれらの電池と、電池Ａとの保存特性を示す。
尚、条件は第３図の場合と同様である。
第５図より、ＤＭＳ Ｉと高沸点溶媒に、更に低粘度溶
媒を加えると粘度が小さくなって放電特性が向上するの
がわかる。
媒を加えると粘度が小さくなって放電特性が向上するの
がわかる。
ト１発明の効果
上述した如く、リチウム或いはリチウムを含む合金から
なる負極と、正極と、溶媒と溶質とからなる非水電解液
とを備える非水電解液電池において、溶媒としてジメチ
ルサルファイドと少くとも一種の高沸点溶媒とを含む混
合溶媒を用いることにより、この種電源の高率放電特性
及び保存特性を改善しうるものであり、その工業的価値
は極めて大である。
なる負極と、正極と、溶媒と溶質とからなる非水電解液
とを備える非水電解液電池において、溶媒としてジメチ
ルサルファイドと少くとも一種の高沸点溶媒とを含む混
合溶媒を用いることにより、この種電源の高率放電特性
及び保存特性を改善しうるものであり、その工業的価値
は極めて大である。
尚、本発明を開示するに際して、ジメチルサルファイド
と混合する高沸点溶媒としてプロピレンカーボネート、
エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートの場合を
例示したが、これらに限定されず、γ−ブチロラクトン
、スルホラン或いは３メチル２オキサゾリドンを用いて
も同様の効果が得られる。
と混合する高沸点溶媒としてプロピレンカーボネート、
エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートの場合を
例示したが、これらに限定されず、γ−ブチロラクトン
、スルホラン或いは３メチル２オキサゾリドンを用いて
も同様の効果が得られる。
第１図は不発ＦｉＪ１１を池の断面図、第２図及び第３
図は本発明電池と比較電池との放電特性比較図を示し、
第２図は初期特性、第３図は保存特性である。第４図は
ＤＭＳ ＩとＰＣとの混合比率と、保存後の放電容量と
の関係を示す図、第５図は本発明電池の保存特性を示す
図である。 ｌ・・・正極、２・・・負極、３・・・セパレータ、４
・・・正Ｗ！缶、５・・・負極缶、８・・・絶縁バッキ
ング、Ａ−Ｆ・・・本発明電池、Ｗ−Ｚ・・・比較電池
。
図は本発明電池と比較電池との放電特性比較図を示し、
第２図は初期特性、第３図は保存特性である。第４図は
ＤＭＳ ＩとＰＣとの混合比率と、保存後の放電容量と
の関係を示す図、第５図は本発明電池の保存特性を示す
図である。 ｌ・・・正極、２・・・負極、３・・・セパレータ、４
・・・正Ｗ！缶、５・・・負極缶、８・・・絶縁バッキ
ング、Ａ−Ｆ・・・本発明電池、Ｗ−Ｚ・・・比較電池
。
Claims (2)
- （１）リチウム或いはリチウムを含む合金からなる負極
と、正極と、溶媒と溶質とからなる非水電解液とを備え
、溶媒がジメチルサルファイドと少くとも一種の高沸点
溶媒とを含む混合溶媒であることを特徴とする非水電解
液電池。 - （２）前記高沸点溶媒が、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチ
ロラクトン、スルホラン或いは３メチル２オキサゾリド
ンの群から選ばれたものである請求項１記載の非水電解
液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132051A JP2703338B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1132051A JP2703338B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02312159A true JPH02312159A (ja) | 1990-12-27 |
| JP2703338B2 JP2703338B2 (ja) | 1998-01-26 |
Family
ID=15072376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1132051A Expired - Fee Related JP2703338B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2703338B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS566383A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-22 | Union Carbide Corp | Nonnaqueous battery using heat treated manganese dioxide cathode |
| JPS63257184A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-25 | エバレデイ バツテリー カンパニー インコーポレーテツド | ３Ｍｅ２Ｏｘ系電解液使用Ｂｉ↓２Ｏ↓３‐リチウム電池 |
-
1989
- 1989-05-25 JP JP1132051A patent/JP2703338B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS566383A (en) * | 1979-06-25 | 1981-01-22 | Union Carbide Corp | Nonnaqueous battery using heat treated manganese dioxide cathode |
| JPS63257184A (ja) * | 1987-03-27 | 1988-10-25 | エバレデイ バツテリー カンパニー インコーポレーテツド | ３Ｍｅ２Ｏｘ系電解液使用Ｂｉ↓２Ｏ↓３‐リチウム電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2703338B2 (ja) | 1998-01-26 |
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