JPH0527953B2 - - Google Patents
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- JPH0527953B2 JPH0527953B2 JP61017702A JP1770286A JPH0527953B2 JP H0527953 B2 JPH0527953 B2 JP H0527953B2 JP 61017702 A JP61017702 A JP 61017702A JP 1770286 A JP1770286 A JP 1770286A JP H0527953 B2 JPH0527953 B2 JP H0527953B2
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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
-
- 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
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/36—Deferred-action cells containing electrolyte and made operational by physical means, e.g. thermal cells
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は非水性電解液を用いる電気化学電池、
特に陰極（負極）活物質（negative active
material）がアルカリ金属、アルカリ土類金属、
マグネシウム及びアルミニウムの中から選択さ
れ、陽極（正極）活物質（positive active
material）が遷移金属の酸化物、オキシ塩、硫化
物、及びハロゲン化物の中から選択されるような
電池に係る。
特に陰極（負極）活物質（negative active
material）がアルカリ金属、アルカリ土類金属、
マグネシウム及びアルミニウムの中から選択さ
れ、陽極（正極）活物質（positive active
material）が遷移金属の酸化物、オキシ塩、硫化
物、及びハロゲン化物の中から選択されるような
電池に係る。
本発明は特定的には前述タイプの電池であつ
て、例えば100℃から200℃の高温で作動し得る電
池に係る。この温度範囲は電池を地熱及び石油試
掘に係る用途で使用する場合の条件に該当する。
て、例えば100℃から200℃の高温で作動し得る電
池に係る。この温度範囲は電池を地熱及び石油試
掘に係る用途で使用する場合の条件に該当する。
この種の電池では溶媒としてスルホレン
（sulfolane）又は３−メチルスルホレンの如き環
状スルホンを含む電解液を使用することが試みら
れた。これらの化合物は室温で液体状態を有する
からである。残念ながらこれらの化合物は前記温
度範囲では化学的安定性及び電気化学的安定性が
極めて不十分であることが判明した。
（sulfolane）又は３−メチルスルホレンの如き環
状スルホンを含む電解液を使用することが試みら
れた。これらの化合物は室温で液体状態を有する
からである。残念ながらこれらの化合物は前記温
度範囲では化学的安定性及び電気化学的安定性が
極めて不十分であることが判明した。
本発明の目的はこの問題を解決するような電池
を実現することにある。
を実現することにある。
本発明はアルカリ金属、アルカリ土類金属、マ
グネシウム及びアルミニウムの中から選択される
陰極活物質を含む非水性電解液使用電気化学電池
であつて、陽極活物質がCuO，Cu4Ｏ（PO4）2，
CFx，MnO2，V2O5，MoS3，TiS2，V2S5，V6
O13，MoS2，NiPS3の中から選択されることと、
前記非水性電解液が芳香族又は脂肪族直鎖スルホ
ン類に属する溶媒を少なくとも１種類含むことを
特徴とする電気化学電池を提供する。
グネシウム及びアルミニウムの中から選択される
陰極活物質を含む非水性電解液使用電気化学電池
であつて、陽極活物質がCuO，Cu4Ｏ（PO4）2，
CFx，MnO2，V2O5，MoS3，TiS2，V2S5，V6
O13，MoS2，NiPS3の中から選択されることと、
前記非水性電解液が芳香族又は脂肪族直鎖スルホ
ン類に属する溶媒を少なくとも１種類含むことを
特徴とする電気化学電池を提供する。
前記溶媒は好ましくはジメチルスルホンであ
る。代りに複数の溶媒の混合物を使用してもよ
い。
る。代りに複数の溶媒の混合物を使用してもよ
い。
陰極活物質がリチウム又はアルミニウム−リチ
ウムの場合には、電解液の溶質をLiClO4，
LiBF4，LiCF3SO3，LiAlCl4及びLiAsF6の中か
ら選択すると有利である。
ウムの場合には、電解液の溶質をLiClO4，
LiBF4，LiCF3SO3，LiAlCl4及びLiAsF6の中か
ら選択すると有利である。
以下添付図面を参照しながら本発明の非限定的
実施例を説明する。
実施例を説明する。
溶質をジメチルスルホンに溶解して本発明の
種々の電解液を数種類調製した。これら電解液の
電導率Γ（Ω-1cm-1）を溶質の濃度Ｃ（モル／Kg）
の関数として第１図及び第２図に示す。温度は第
１図の場合が150℃、第２図が107℃である。これ
らの図面では曲線Ａ及びA′がFiCF3SO3を表わ
し、曲線Ｂ及びB′がLiBF4を表わし、曲線Ｃ及び
C′がLiClO4、曲線Ｄ及びD′がLiAlCl4、曲線Ｅ及
びE′がLiAsF6を表わす。
種々の電解液を数種類調製した。これら電解液の
電導率Γ（Ω-1cm-1）を溶質の濃度Ｃ（モル／Kg）
の関数として第１図及び第２図に示す。温度は第
１図の場合が150℃、第２図が107℃である。これ
らの図面では曲線Ａ及びA′がFiCF3SO3を表わ
し、曲線Ｂ及びB′がLiBF4を表わし、曲線Ｃ及び
C′がLiClO4、曲線Ｄ及びD′がLiAlCl4、曲線Ｅ及
びE′がLiAsF6を表わす。
これらのグラフからは特に、ヘキサフルオロヒ
酸リチウムを用いると極めて大きな値が得られる
ことが知見される。この物質の電導率は他の溶質
と異なり濃度の増加に伴つて増加し続けている。
酸リチウムを用いると極めて大きな値が得られる
ことが知見される。この物質の電導率は他の溶質
と異なり濃度の増加に伴つて増加し続けている。
例えばジメチルスルホン中2MLiAsF6溶液は
150℃の温度で70×10-3Ω-1cm-1に等しい電導率を
示す。
150℃の温度で70×10-3Ω-1cm-1に等しい電導率を
示す。
第３図のグラフはこの溶液の電導率Γの変化を
温度Ｔ（50〜150℃）の関数として曲線Ｆで示す。
ジメチルスルホンが比較的高い融点（107℃）を
有するにも拘らず、この電解液溶液は50℃までは
完全に透明な状態を維持し、且つこの温度でも完
全に許容し得る電導率を維持する。ジメチルスル
ホン／LiAsF6系の特徴であるこの性質は、極め
て有利なことに、この種の電解液の使用可能温度
範囲を純粋溶媒の溶融温度よりかなり低い値まで
拡張せしめる。
温度Ｔ（50〜150℃）の関数として曲線Ｆで示す。
ジメチルスルホンが比較的高い融点（107℃）を
有するにも拘らず、この電解液溶液は50℃までは
完全に透明な状態を維持し、且つこの温度でも完
全に許容し得る電導率を維持する。ジメチルスル
ホン／LiAsF6系の特徴であるこの性質は、極め
て有利なことに、この種の電解液の使用可能温度
範囲を純粋溶媒の溶融温度よりかなり低い値まで
拡張せしめる。
一変形例として本発明の溶媒を複数種混合し、
二成分系状態図又は三成分系状態図に基づいて決
定される共晶組成物を用いる。これらの共晶組成
物は直鎖又は脂肪族スルホンを使用する複合溶媒
を新たに構成するのに適し、且つ前述の溶質と共
に極めて有利な性質を持つ電解液グループを形成
し得る。
二成分系状態図又は三成分系状態図に基づいて決
定される共晶組成物を用いる。これらの共晶組成
物は直鎖又は脂肪族スルホンを使用する複合溶媒
を新たに構成するのに適し、且つ前述の溶質と共
に極めて有利な性質を持つ電解液グループを形成
し得る。
前記電解液は主に、リチウム又はリチウム−ア
ルミニウムからなる陰極活物質と、150℃で５ボ
ルトに達するこれら電解液の電気活性を考慮して
極めて広範囲の物質から選択される陽極活物質と
を用いる電池で使用し得る。これらの電解液は更
に、イオンを極めて少ししか溶媒和させないとい
う性質も有する。そのため可逆的挿入物（re−
versible inter−calations）を有する陽極活物質
の使用可能範囲が増大する。未溶媒和Li+イオン
の存在によつて大きな構造的変質を伴わずにこの
プロセスが容易に実施されるからである。
ルミニウムからなる陰極活物質と、150℃で５ボ
ルトに達するこれら電解液の電気活性を考慮して
極めて広範囲の物質から選択される陽極活物質と
を用いる電池で使用し得る。これらの電解液は更
に、イオンを極めて少ししか溶媒和させないとい
う性質も有する。そのため可逆的挿入物（re−
versible inter−calations）を有する陽極活物質
の使用可能範囲が増大する。未溶媒和Li+イオン
の存在によつて大きな構造的変質を伴わずにこの
プロセスが容易に実施されるからである。
一例として、CuOをベースとする陰極
（negative electrode）とV2O5をベースとする陰
極とを形成した。これらの電極は約１cm2の面積
と、約0.1mmの厚みとを有し、90％の高純度グラ
フアイトと混合した３mgの活物質を含む。この混
合物は１cm2のプラチナグリツド上に押し固めた。
電解液にはジメチルスルホン中2MLiAsF6溶液を
使用した。
（negative electrode）とV2O5をベースとする陰
極とを形成した。これらの電極は約１cm2の面積
と、約0.1mmの厚みとを有し、90％の高純度グラ
フアイトと混合した３mgの活物質を含む。この混
合物は１cm2のプラチナグリツド上に押し固めた。
電解液にはジメチルスルホン中2MLiAsF6溶液を
使用した。
第４図は150℃、1mAで電鋳還元（galvano−
plastic reduction）を行なつた場合の電圧Ｖ測定
値をフアラデー／モルで示される効率ρの関数と
して示す。曲線ＧはCuOを表わし、曲線ＨはV2
O5を表わす。
plastic reduction）を行なつた場合の電圧Ｖ測定
値をフアラデー／モルで示される効率ρの関数と
して示す。曲線ＧはCuOを表わし、曲線ＨはV2
O5を表わす。
勿論、リチウムに代えて前述の他の陰極活物質
の１つを使用し、CuO又はV2O5に代えて前述の
他の陽極活物質の１つを使用することもできる。
の１つを使用し、CuO又はV2O5に代えて前述の
他の陽極活物質の１つを使用することもできる。
第１図は本発明の電池の電解液の電導率Γ変化
を種々の溶質の濃度Ｃの関数として、且つ温度Ｔ
を150℃として示すグラフ、第２図は温度Ｔを107
℃にした場合の第１図と同様のグラフ、第３図は
本発明の電解液の一具体例の電導率Γ変化を温度
Ｔの関数として示すグラフ、第４図は放電曲線を
示すグラフである。
を種々の溶質の濃度Ｃの関数として、且つ温度Ｔ
を150℃として示すグラフ、第２図は温度Ｔを107
℃にした場合の第１図と同様のグラフ、第３図は
本発明の電解液の一具体例の電導率Γ変化を温度
Ｔの関数として示すグラフ、第４図は放電曲線を
示すグラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 負極活物質、正極活物質及び非水性電解液を
含有する電気化学電池であつて、該電池は100〜
200℃の範囲の温度で作動可能であり、該負極活
物質がアルカリ金属、アルカリ土類金属、マグネ
シウム及びアルミニウムから成る群から選択さ
れ、該正極活物質がCuO，Cu4Ｏ（PO4）2，CFX，
MnO2，V2O5，MoS3，TiS2，V2S5，V6O13，
MoS2及びNiPS3から成る群から選択され、並び
に、該非水性電解液がジメチルスルホンのみ及び
ジメチルスルホンと他の芳香族又は脂肪族直鎖ス
ルホン類との混合物から成る群から選択される少
なくとも１種類の溶媒を含む、ことを特徴とする
電気化学電池。 ２ 前記電解液が二成分系状態図又は三成分系状
態図に基づいて決定される共晶組成物を構成する
複数種の溶媒を含む特許請求の範囲第１項に記載
の電気化学電池。 ３ 前記負極活物質がリチウム又はリチウム−ア
ルミニウムであり、電解液の溶質がLiClO4，
LiBF4，LiCF3SO3，LiAlCl4及びLiAsF6から成
る群から選択される特許請求の範囲第１項に記載
の電気化学電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8501309A FR2576712B1 (fr) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | Generateur electrochimique a electrolyte non aqueux |
| FR8501309 | 1985-01-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61176074A JPS61176074A (ja) | 1986-08-07 |
| JPH0527953B2 true JPH0527953B2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=9315789
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61017702A Granted JPS61176074A (ja) | 1985-01-30 | 1986-01-29 | 非水性電解液を用いる電気化学電池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4690877A (ja) |
| EP (1) | EP0189891A1 (ja) |
| JP (1) | JPS61176074A (ja) |
| FR (1) | FR2576712B1 (ja) |
Families Citing this family (37)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2606216A1 (fr) * | 1986-10-30 | 1988-05-06 | Elf Aquitaine | Materiau a conduction ionique |
| JPH0746608B2 (ja) * | 1986-10-30 | 1995-05-17 | 三洋電機株式会社 | 非水系二次電池 |
| JPH06105612B2 (ja) * | 1988-03-11 | 1994-12-21 | 三洋電機株式会社 | 非水電解液一次電池 |
| US5114811A (en) * | 1990-02-05 | 1992-05-19 | W. Greatbatch Ltd. | High energy density non-aqueous electrolyte lithium cell operational over a wide temperature range |
| US5219684A (en) * | 1990-05-16 | 1993-06-15 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Province Of British Columbia | Electrochemical cells containing a safety electrolyte solvent |
| AU665575B2 (en) | 1991-09-30 | 1996-01-11 | Wilson Greatbatch Ltd. | Autoclavable electrochemical cell |
| DE4132614A1 (de) * | 1991-10-01 | 1993-04-08 | Basf Ag | Verfahren zur synthese filmfoermiger polymere mit elektrischer leitfaehigkeit durch anodische oxidation in sulfonhaltigen elektrolyten |
| US5871866A (en) * | 1996-09-23 | 1999-02-16 | Valence Technology, Inc. | Lithium-containing phosphates, method of preparation, and use thereof |
| US6203946B1 (en) | 1998-12-03 | 2001-03-20 | Valence Technology, Inc. | Lithium-containing phosphates, method of preparation, and uses thereof |
| US6245465B1 (en) | 1997-10-15 | 2001-06-12 | Moltech Corporation | Non-aqueous electrolyte solvents for secondary cells |
| US6180284B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-01-30 | Mine Safety Appliances Company | Electrochemical power cells and method of improving electrochemical power cell performance |
| US7001690B2 (en) | 2000-01-18 | 2006-02-21 | Valence Technology, Inc. | Lithium-based active materials and preparation thereof |
| US6528033B1 (en) | 2000-01-18 | 2003-03-04 | Valence Technology, Inc. | Method of making lithium-containing materials |
| US6387568B1 (en) * | 2000-04-27 | 2002-05-14 | Valence Technology, Inc. | Lithium metal fluorophosphate materials and preparation thereof |
| US6777132B2 (en) * | 2000-04-27 | 2004-08-17 | Valence Technology, Inc. | Alkali/transition metal halo—and hydroxy-phosphates and related electrode active materials |
| US8057769B2 (en) * | 2000-04-27 | 2011-11-15 | Valence Technology, Inc. | Method for making phosphate-based electrode active materials |
| US7524584B2 (en) | 2000-04-27 | 2009-04-28 | Valence Technology, Inc. | Electrode active material for a secondary electrochemical cell |
| US6964827B2 (en) * | 2000-04-27 | 2005-11-15 | Valence Technology, Inc. | Alkali/transition metal halo- and hydroxy-phosphates and related electrode active materials |
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