JPH06203873A - 二次電池 - Google Patents

二次電池

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JPH06203873A
JPH06203873A JP4362044A JP36204492A JPH06203873A JP H06203873 A JPH06203873 A JP H06203873A JP 4362044 A JP4362044 A JP 4362044A JP 36204492 A JP36204492 A JP 36204492A JP H06203873 A JPH06203873 A JP H06203873A
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JP
Japan
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battery
electrolyte
positive electrode
negative electrode
long time
Prior art date
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Pending
Application number
JP4362044A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Nagaura
亨 永浦
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HAIBARU KK
Original Assignee
HAIBARU KK
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Publication date
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、非水電解液二次電池のサイクル
特性の改善に関するものである。 【構成】 非水電解液二次電池の正極活物質としてLi
MOで示される複合酸化物(例えば LiNi
,LiCoO、LiMn等)を用い、その
電解液として、カプサイシン〔N−(4−オキシ−3−
メトキシベンジル)−8−メチル−6−ノネンアミド〕
を添加した有機電解液を使用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、非水電解液二次電池
のサイクル特性の改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】電子機器の小型化、軽量化が進められる
中、その電源としての電池にも高エネルギー密度の二次
電池の要望がさらに強まっている。その要望に答えるべ
く、非水電解液二次電池は高エネルギー密度電池として
の可能性の高さから、その実用化が試みられた。特に負
極にリチウム金属を使用する、いわゆるリチウム二次電
池は最も可能性が大きいと思われたが、リチウム負極が
充放電の繰り返しによりパウダー化するため、実用的な
サイクル寿命に問題がある。また充放電サイクルに伴い
金属リチウムがデンドライトに析出し内部ショートを引
起し、発火におよぶこともあり、安全性の点でも問題を
残し、今だ実用化は難しい。そこで最近、リチウム金属
負極に代えて、カーボンへのリチウムイオンの出入りを
利用するカーボン電極を負極とする非水電解液二次電池
が開発中である。この電池はリチウムイオンタイプ、あ
るいはロッキングチェアータイプの二次電池と言われ、
代表的には正極材料にLiCoO2、LiNiO2など
を用い、負極にはコークスなどの炭素質材料が用いられ
る。この電池の特徴は、電池の中に金属リチウムが存在
しない。そのため、安全性の点で格段に進歩した非水電
解液二次電池となる。さらなる特徴は正極材料にLi
(但し、yはほぼ1に等しく、xは充放電に際
してO<x<1の範囲でLiイオンの出入りにより変化
する。Mは遷移金属から選ばれた少なくとも一種を表
す)で示される複合酸化物(例えばLiNiO、Li
CoO、LiMn等)を用いると、4V以上も
の高い電池電圧が得られる。しかし、この電池の欠点と
して、充放電を繰り返すに従って少しずつ内部インピー
ダンスが上昇して、100サイクルほど繰り返した電池
は、特に重負荷放電特性に大きな劣化が見られる。この
原因としていろいろの要因が考えられるが、ひとつには
電池電圧が高いため、電解液が徐々に酸化され電解液と
しての機能が劣化することが考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明におい
ては、高い電池電圧下でも電解液が長期にわたり安定で
初期機能を維持するように、電解液の改質を図り、充放
電サイクルの繰り返しによる非水電解液二次電池の特性
劣化を改善する。
【0004】
【課題を解決するための手段】電解液中にカブサイシン
〔N−(4−オキシ−3−メトキシベンジル)−8−メ
チル−6−ノネンアミド〕を添加する。
【0005】
【作用】正極活物質としてLiNiO,LiCo
、LiMn等を用いる非水電解液二次電池の
サイクル特性の劣化は、この種の電池が4Vもの高い電
池電圧を生じるため、電解液が徐々に酸化され、電解液
の機能が劣化することに原因するものと考えられる。本
発明による真の改善理由は明らかではないが、電解液中
にカプサイシン〔N−(4−オキシ−3−メトキシベン
ジル)−8−メチル−6−ノネンアミド〕を添加するこ
とにより、電解液の特にその溶媒成分の耐酸化性が向上
するものと思われる。
【0006】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳しく説
明する。
【0007】実施例 図1を参照しながら本発明の具体的な電池について説明
する。本発明を実施するための発電要素である電池素子
は次のようにして用意される。粉末状のピッチコークス
90重量部と、結着剤としてホリフッ化ビニリデン(P
VDF)10重量部を溶剤であるN−メチル−2−ピロ
リドンと湿式混合してスラリー(ペースト状)にする。
次に、このスラリーを負極集電体となる厚さ10μmの
銅箔の両面に均一に塗布し、乾燥後ロールプレス機で加
圧成型して帯状の負極(1)を作成する。又正極は次の
ようにして用意される。市販の炭酸リチウム(Li
)と炭酸コバルト(CoCO)をLiとCoの原
子比が1:1の組成比になるように混合し、空気中で約
5時間焼成してLiCoOを得る。 次にこのLiC
oOを91重量部、導電剤としてグラファイトを6重
量部、結合剤としてポリフッ化ビニリデン3重量部を溶
剤であるN−メチル−2−ピロリドンと湿式混合してス
ラリー(ペースト状)にする。次に、このスラリーを正
極集電体となる厚さ20μmのアルミニウム箔の両面に
均一に塗布し、乾燥後ローラープレス機で加圧成型して
帯状の正極(2)を作成する。次に電解液を次のように
準備する。まず、何れも水分値を20ppm以下の脱水
品としたリチウム塩および有機溶媒を用意する。リチウ
ム塩としてはLiPFおよびLiAsF、有機溶媒
としてプロピレンカーボネート(PC)、1、2−ジメ
トキシエタン(DME)、ジエチルカーボネート(DE
C)を用意する。電解液AはPCとDECの1:1の混
合溶液に1モル/1のLiPFを溶解させ、電解液B
は同混合溶液に1モル/1のLiAsFを溶解させ
る。電解液CはPCとDMEの1:1混合溶液に1モル
/1のLiPFを溶解させ、電解液Dは同混合溶液に
1モル/1のLiAsFを溶解せせてそれぞれ調合す
る。さらに電解液A、B、C、Dのそれぞれに2g/1
のカプサイシンを溶解させ、本発明の実施に使用する電
解液AA、BB、CC、DDを調合する。続いて前述の
帯状の負極(1)と正極(2)との間に多孔質ポリプロ
ピレン製セパレータ(3)を挟んでロール状に巻き上げ
て電池素子を作成する。次にアルミニウム製の電池缶
(4)の底部に絶縁板(5)を設置し、上記電池素子を
収納する。この電池素子の正極より取り出した正極リー
ド(6)を上記電池缶の底に溶接し、ここで用意した上
記電解液AAを電池缶の中に注入する。その後、電池素
子の上部にも絶縁板(5)を設置し、ガスケット(7)
を嵌め、ここに、防爆弁(8)を図1に示すように電池
内部に設置する。電池素子より取り出した負極リード
(9)はこの防爆弁に溶接し、防爆弁の上にはドーナツ
型PTCスイッチ(11)を介して負極外部端子となる
閉塞蓋体(10)を重ね、電池缶の外周部をかしめて密
封し、外径16.7mmで高さ65mmの電池[AA]
を作成する。
【0008】比較例 本発明の効果確認のため、従来の電解液を用いた電池を
作成する。従来の電解液としては、前記実施例での電解
液調合途中で準備される、カプサイシン添加前の電解液
Aから電解液Dが使用される。最終完成電池の電池構造
は図1の模式断面図で示され、本比較例で作成される電
池は注入する電解液以外は全て実施例による電池となん
ら変わるところは無く、実施例と全く同様な方法にて、
電解液A、B、C、Dをそれぞれ注入して電池[A]、
[B]、[C]、[D]を作成する。以上のようにして
作成した本発明による電池、つまり何れもカプサイシン
を添加した4種類の電解液を使用した本発明による電池
[AA]から電池[DD]まで、および比較例による電
池、つまり何れもカプサイシンは無添加の従来の電解液
を使用した電池[A]から[D]までの全電池全につい
て、充電電圧を4.0Vに設定し、4時間充電を行い、
800mAの定電流放電にて終止電圧2.5Vまで放電
を行い、それぞれの電池の放電容量を求める。さらに本
実施例による電池は二次電池であり、数百サイクルにわ
たり大きく劣化すること無く、繰り返し充放電が可能で
あることが要求されので、上記条件で充放電を繰り返
し、100サイクル、および200サイクル時点での各
電池の800mA放電での放電容量を求める。 こうして求められる本発明および比較例による合計8種
類の電池の放電容量は第1表の結果となり、本発明によ
る電池は何れの電解液についても従来法の電池に比べ、
充放電を繰り返しても、その容量低下が少なく、100
サイクル、200サイクルの時点では比較例による従来
法の電池との容量差はかなり大きくなる。また内部抵抗
変化においては、200サイクル終了時点で、従来法に
よる電池は数十ミリオームの変化が見られるのに対し、
本発明による電池の内部抵抗変化は数ミリオームで非常
に少ないことが確認される。本発明は本実施例で使用す
るLiCoOのように、特に高い正極電位を有する正
極活物質を使用する非水電解液二次電池において、電解
液を構成する有機溶媒が正極材によって酸化されるのを
抑制しようという着眼によってなされたものであり、使
用する負極材料、電解液材料、電池構造その他、本実施
例に限定されるものではない。つまり、正極には本実施
例のLiCoO正極の他、LiNiO正極やLiM
正極を使用し、負極には本実施例のカーボン負
極の他、リチウム合金負極、FeS負極、WO負極等
を使用した場合にも同様な結果が得られる。また本実施
例では、2種類の溶媒と2種類のリチウム塩を用いその
組合せを変えて調合した4種類の有機電解液を使用して
いるが、本発明の効果は他の溶媒および塩で調合可能な
有機電解液にも適用可能である。
【発明の効果】本発明によれば、つまり有機電解液中に
カプサイシン〔N−(4−オキシー3−メトキシベンジ
ル)−8−メチル−6−ノネンアミド]を添加すること
により、有機電解液の安定性が増し、長期使用において
も電池内部抵抗の増加が押さえられ、長期にわたり高い
放電容量を維持できる。。この結果、広範囲な用途で使
用できる容量の大きい電池を提供できるようになり、そ
の工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例および比較例における電池の構造を示し
た模式的断面図
【符号の説明】
1は負極、2は正極、3はセパレータ、4は電池缶、6
は正極リード、7はガスケット、9は負極リード、10
は閉塞蓋体である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極、負極、セパレータおよび非水電解液
    を有する二次電池であって、正極の活物質としてLi
    (但し、yはほぼ1に等しく、xは充放電に際
    してO<x<1の範囲でLiイオンの出入りにより変化
    する。Mは遷移金属から選ばれた少なくとも一種を表
    す)で示される複合酸化物(例えばLiNiO,Li
    CoO、LiMn等)を用いる電池において、
    電解液中にカプサイシン〔N−(4−オキシ−3−メト
    キシベンジル)−8−メチル−6−ノネンアミド〕を添
    加することを特徴とする非水電解液二次電池。
JP4362044A 1992-12-29 1992-12-29 二次電池 Pending JPH06203873A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785586A1 (en) * 1996-01-17 1997-07-23 Fuji Photo Film Co., Ltd. Non-aqueous-electrolyte secondary battery
WO2001003227A1 (fr) * 1999-06-30 2001-01-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Accumulateur electrolytique non aqueux

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