JPH04184870A - リチウム電池用電解液の難燃化剤 - Google Patents
リチウム電池用電解液の難燃化剤Info
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- JPH04184870A JPH04184870A JP2311271A JP31127190A JPH04184870A JP H04184870 A JPH04184870 A JP H04184870A JP 2311271 A JP2311271 A JP 2311271A JP 31127190 A JP31127190 A JP 31127190A JP H04184870 A JPH04184870 A JP H04184870A
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Classifications
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
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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、リチウム電池に用いる電解液に関する０本発
明によれば、安全性の高いリチウム電池を得ることがで
きる。
明によれば、安全性の高いリチウム電池を得ることがで
きる。
［従来の技術］
従来、リチウム電池には、電解液として、プロピレンカ
ーボネート、γ−ブチロラクトン、１゜２−ジメトキシ
エタンなどの単独又はこれらの混合溶媒に、過塩素酸リ
チウム、ホウフッ化リチウム、リンフッ化リチウム、ト
リフルオロメタンスルホン酸リチウムなどの溶質を溶解
したものが使用されている。
ーボネート、γ−ブチロラクトン、１゜２−ジメトキシ
エタンなどの単独又はこれらの混合溶媒に、過塩素酸リ
チウム、ホウフッ化リチウム、リンフッ化リチウム、ト
リフルオロメタンスルホン酸リチウムなどの溶質を溶解
したものが使用されている。
［発明が解決しようとする問題点］
上記のリチウム電池は、非常に燃え易い溶媒を使用して
いるため、内部短絡等によって電池が破壊した際に、火
花が電解液に引火して、機器を損傷したり、火災に至る
ことがあり得る。特に、近年、携帯用機器にリチウム電
池が搭載されるようになり、リチウム電池の安全性はま
すます重要性を増し、社会問題と成りつつある。
いるため、内部短絡等によって電池が破壊した際に、火
花が電解液に引火して、機器を損傷したり、火災に至る
ことがあり得る。特に、近年、携帯用機器にリチウム電
池が搭載されるようになり、リチウム電池の安全性はま
すます重要性を増し、社会問題と成りつつある。
［課題を解決するための手段］
本発明者は、低級リン酸エステルを電解液の溶媒あるい
は助溶媒として利用することにより、電池としての特性
を維持しつつ、難燃性を示す電解液を得ることに成功し
、本発明を完成した。
は助溶媒として利用することにより、電池としての特性
を維持しつつ、難燃性を示す電解液を得ることに成功し
、本発明を完成した。
すなわち本発明は、リチウム塩を有機溶媒に溶解したリ
チウム電池用電解液において、リン酸エステルを含んだ
溶媒を使用する難燃性電解液を提供するものである。
チウム電池用電解液において、リン酸エステルを含んだ
溶媒を使用する難燃性電解液を提供するものである。
本発明で使用するリン酸エステルは、下記の一般式で表
わされるトリアルキルホスフェート（Ｉ）、アルキル基
どうしが互いに結合した単環式ホスフェート（ｎ）及び
二環式ホスフェート（ＩＩＦ）である。
わされるトリアルキルホスフェート（Ｉ）、アルキル基
どうしが互いに結合した単環式ホスフェート（ｎ）及び
二環式ホスフェート（ＩＩＦ）である。
（式中、Ｒ１−Ｒ４は炭素数１〜４の直鎖状又は分枝状
のアルキル基で、Ｒ１−Ｒ３は互いに異なっていてもよ
い、−（Ｃ）−は、直鎖状又は分枝状の炭化水素であり
、ｋ、β、ｍ、ｎは炭素数を示し、ｋ＝２〜Ｂ、β、ｍ
、ｎ＝ｏ〜１２の整数である。） 具体例としては、一般式（Ｉ）で表わされるリン酸エス
テルとしてトリメチルホスフェート、ジメチルエチルホ
スフェート、メチルエチルプロピル示スフエート、メチ
ルジエチルホスフェート。
のアルキル基で、Ｒ１−Ｒ３は互いに異なっていてもよ
い、−（Ｃ）−は、直鎖状又は分枝状の炭化水素であり
、ｋ、β、ｍ、ｎは炭素数を示し、ｋ＝２〜Ｂ、β、ｍ
、ｎ＝ｏ〜１２の整数である。） 具体例としては、一般式（Ｉ）で表わされるリン酸エス
テルとしてトリメチルホスフェート、ジメチルエチルホ
スフェート、メチルエチルプロピル示スフエート、メチ
ルジエチルホスフェート。
トリエチルホスフェート、トリプロピルホスフェート、
トリブチルホスフェート、一般式（ＩＩ）で表わされる
ものとして、メチルエチレンホスフェート、メチルトリ
メチレンホスフェート：ならびに一般式（ＩＩＩ）で表
わされるものとじて、 及びトリメチロールエタンホスフェート等を例示するこ
とができる。これらの中でも、分子量の小さいリン酸エ
ステルの方が、溶質を良く溶かし、電気伝導度が高いの
で好ましい、特にトリメチルホスフェートは、電気伝導
度が最も高く、また、分子構造中のリン含有量が最も高
いために、難燃性が大きくて引火しないので、最も好ま
しい。
トリブチルホスフェート、一般式（ＩＩ）で表わされる
ものとして、メチルエチレンホスフェート、メチルトリ
メチレンホスフェート：ならびに一般式（ＩＩＩ）で表
わされるものとじて、 及びトリメチロールエタンホスフェート等を例示するこ
とができる。これらの中でも、分子量の小さいリン酸エ
ステルの方が、溶質を良く溶かし、電気伝導度が高いの
で好ましい、特にトリメチルホスフェートは、電気伝導
度が最も高く、また、分子構造中のリン含有量が最も高
いために、難燃性が大きくて引火しないので、最も好ま
しい。
上記のリン酸エステルの電解液に占める割合は、リチウ
ム電池の要求性能によって異なるが、溶媒を全量、リン
酸エステルにした場合に最も難燃性の高いリチウム電池
が得られる。従来の電解液に助溶媒として添加して難燃
性を向上させるためには、１５重量％以上、好ましくは
３０重量％以上便用すると、良好な難燃性が得られる。
ム電池の要求性能によって異なるが、溶媒を全量、リン
酸エステルにした場合に最も難燃性の高いリチウム電池
が得られる。従来の電解液に助溶媒として添加して難燃
性を向上させるためには、１５重量％以上、好ましくは
３０重量％以上便用すると、良好な難燃性が得られる。
上記のリン酸エステルを混合する溶媒としては、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
ーボネート等のカーボネート溶媒；γ−ブチロラクトン
等のラクトン溶媒；１．２−ジメトキシエタン、１．３
−ジオキソラン、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒
を例示することができる。
ンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカ
ーボネート等のカーボネート溶媒；γ−ブチロラクトン
等のラクトン溶媒；１．２−ジメトキシエタン、１．３
−ジオキソラン、テトラヒドロフラン等のエーテル溶媒
を例示することができる。
また、溶質としては、ＬｉＣｌ２０４、Ｌ ｉ Ｂ Ｆ
４ 、Ｌ ｉ Ｐ Ｆ ａ 、 Ｌ ｉ Ａ ｓ Ｆ
ｓ、ＬｉＣＦｓＳＯｍ、Ｌ ｉ ＡｆｆＣｆｉ ４等
を例示することができる。
４ 、Ｌ ｉ Ｐ Ｆ ａ 、 Ｌ ｉ Ａ ｓ Ｆ
ｓ、ＬｉＣＦｓＳＯｍ、Ｌ ｉ ＡｆｆＣｆｉ ４等
を例示することができる。
［実施例］
以下に実施例、比較例及び参考例を挙げて、本発明をさ
らに具体的に説明する。
らに具体的に説明する。
電解液の難燃性の評価法として、電解液を含浸した紙の
燃焼速度を採用した。引火点は、ペンスキー・マルテン
ス密閉式試験器によって測定した。
燃焼速度を採用した。引火点は、ペンスキー・マルテン
ス密閉式試験器によって測定した。
実施例１
トリメチルホスフェートにＬｉＢＦ４を１モル濃度溶解
した電解液（２５℃における電気伝導度５ 、 ６ ｍ
ｓ／ ｃｍ）に１幅１５ｍｍ、長さ３２０ｍｍ、厚さ４
０Ｐ、密度０．６ｇ／ｃｍ”のマニラ紙を１分間浸し、
３分間、垂直に吊下げて余分な電解液を除いた。このよ
うにして電解液を含浸させたマニラ紙を、２５１間隔で
支持針を有するサンプル保持台に水平に固定して、その
一端にマツチで着火したところ、燃焼比！！１０ｍｍ以
内でただちに消火した。
した電解液（２５℃における電気伝導度５ 、 ６ ｍ
ｓ／ ｃｍ）に１幅１５ｍｍ、長さ３２０ｍｍ、厚さ４
０Ｐ、密度０．６ｇ／ｃｍ”のマニラ紙を１分間浸し、
３分間、垂直に吊下げて余分な電解液を除いた。このよ
うにして電解液を含浸させたマニラ紙を、２５１間隔で
支持針を有するサンプル保持台に水平に固定して、その
一端にマツチで着火したところ、燃焼比！！１０ｍｍ以
内でただちに消火した。
比較例１
γ−ブチロラクトンにＬ ｉ Ｂ Ｆ ４を１モル濃度
溶解した電解液（２５℃における電気伝導度７ 、８
ｎ’ｓ／ ｃｍ）に、実施例１と同じ条件でマニラ紙を
浸し、同様の着火試験によって、３００ｍｍ燃焼する時
間より燃焼速度を求めたところ、燃焼速度は１０ｍｍ／
ｓであった。
溶解した電解液（２５℃における電気伝導度７ 、８
ｎ’ｓ／ ｃｍ）に、実施例１と同じ条件でマニラ紙を
浸し、同様の着火試験によって、３００ｍｍ燃焼する時
間より燃焼速度を求めたところ、燃焼速度は１０ｍｍ／
ｓであった。
実施例２．３
実施例１において、溶媒をトリエチルホスフェート（実
施例２）、γ−ブチロラクトンとトリメチルホスフェー
トとの重量比１：１の混合溶媒（実施例３）に変えて、
同様の着火試験を行った。いずれも高い難燃性を示した
。
施例２）、γ−ブチロラクトンとトリメチルホスフェー
トとの重量比１：１の混合溶媒（実施例３）に変えて、
同様の着火試験を行った。いずれも高い難燃性を示した
。
比較例２
比較例１において、溶媒をプロピレンカーボネートに変
えて、同様の試験を行ったところ、易燃性であった。
えて、同様の試験を行ったところ、易燃性であった。
参考例１〜７
参考例１として何も含浸しないマニラ紙、参考例２〜７
として溶媒のみを含浸したマニラ紙について、同様の着
火試験を行った。
として溶媒のみを含浸したマニラ紙について、同様の着
火試験を行った。
これらの着火試験の結果：ならびに各実施例、比較例、
参考例（参考例１を除く）試料の引火点：及び各実施例
、比較例試料の電気伝導度をまとめて表１に示す。
参考例（参考例１を除く）試料の引火点：及び各実施例
、比較例試料の電気伝導度をまとめて表１に示す。
なお、表１では次の略号を使用した。
ＧＢＬ：γ−ブチロラクトン
ＰＣ：プロピレンカーボネート
ＴＭＰ ： トリメチルホスフェート
ＴＥＰニトリエチルホスフェート
ＴＢＰニトリブチルホスフェート
表１
（注）＊：燃焼１０皿復λ内で消火
［発明の効果］
本発明により、リチウム塩溶質の溶解性に優れてリチウ
ム電池の電解液に適し、かつ優れた難燃性を示す電解液
を得ることが可能になった。
ム電池の電解液に適し、かつ優れた難燃性を示す電解液
を得ることが可能になった。
本発明のリチウム電池用電解液は、安全性の高いリチウ
ム電池、とくに携帯用のリチウム電池の電解液として用
いられる。
ム電池、とくに携帯用のリチウム電池の電解液として用
いられる。
手続補正書
平成２年１２月２０日
Claims (1)
- リチウム塩を有機溶媒に溶解したリチウム電池用電解
液において、リン酸エステルを含んだ溶媒を使用する難
燃性電解液。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02311271A JP3131905B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | リチウム電池用電解液の難燃化剤 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02311271A JP3131905B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | リチウム電池用電解液の難燃化剤 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09710599A Division JP3274102B2 (ja) | 1999-04-05 | 1999-04-05 | リチウム電池用の難燃性電解液 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04184870A true JPH04184870A (ja) | 1992-07-01 |
| JP3131905B2 JP3131905B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=18015132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02311271A Expired - Fee Related JP3131905B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | リチウム電池用電解液の難燃化剤 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3131905B2 (ja) |
Cited By (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0631339A2 (en) * | 1993-03-30 | 1994-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Secondary battery |
| WO1995026057A1 (en) * | 1994-03-19 | 1995-09-28 | Hitachi Maxell, Ltd. | Organic-electrolyte secondary battery |
| EP0696077A2 (en) | 1994-07-07 | 1996-02-07 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Non-aqueous electrolyte solutions and secondary cells comprising the same |
| JPH08162164A (ja) * | 1994-07-28 | 1996-06-21 | Hitachi Maxell Ltd | 非水二次電池およびその製造方法 |
| JPH09180721A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-11 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | リチウム電池用電極とその製造方法及び電気化学装置とその製造方法 |
| FR2772390A1 (fr) * | 1997-12-02 | 1999-06-18 | Denso Corp | Solution electrolytique ignifuge et batterie secondaire non aqueuse le contenant |
| WO2000076016A1 (fr) * | 1999-06-04 | 2000-12-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Cellule secondaire a electrolyte liquide non aqueux et procede de fabrication |
| US6185089B1 (en) | 1997-09-11 | 2001-02-06 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrolytic solution for capacitor and capacitor |
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