JPH0696798A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JPH0696798A JPH0696798A JP4243347A JP24334792A JPH0696798A JP H0696798 A JPH0696798 A JP H0696798A JP 4243347 A JP4243347 A JP 4243347A JP 24334792 A JP24334792 A JP 24334792A JP H0696798 A JPH0696798 A JP H0696798A
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- Japan
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- solvent
- secondary battery
- lithium secondary
- dimethoxyethane
- benzene
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電容量劣化が少なく充放電サイクル寿命の
長い、カーボンを負極とするリチウム二次電池を得る。 【構成】 カーボンを負極とするリチウム二次電池の非
水電解液の溶媒として、極性溶媒であるエチレンカーボ
ネートとジメトキシエタン、及び非極性溶媒であるベン
ゼンの３種混合溶媒を用いた。
長い、カーボンを負極とするリチウム二次電池を得る。 【構成】 カーボンを負極とするリチウム二次電池の非
水電解液の溶媒として、極性溶媒であるエチレンカーボ
ネートとジメトキシエタン、及び非極性溶媒であるベン
ゼンの３種混合溶媒を用いた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、リチウム二次電池の
電解液に関するものである。
電解液に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図４は例えば特開昭６３−４５６９号公
報に示された従来のリチウム金属を負極とするリチウム
二次電池の充放電サイクルによる放電容量の変化を示し
た特性図である。図において、縦軸は放電容量(mA・h)、
横軸は充放電繰返しサイクル数(回)である。○、×印の
特性曲線はそれぞれ電池の電解液の溶媒に、極性溶媒で
あるプロピレンカーボネート（ＰＣ）とジメトキシエタ
ン（ＤＭＥ）に、非極性溶媒であるベンゼン又はトルエ
ンを添加した３種混合溶媒を用いた電池、△印の特性曲
線は非極性溶媒を添加していない電池の特性を表してい
る。電解液に非極性溶媒を添加していない電池は約４０
サイクル後から放電容量が急激に減少しているのに対
し、非極性溶媒を添加している電池では１００サイクル
まで容量は少量しか減少していない。この非極性溶媒の
添加の効果の理由については、極性溶媒の分解等の変質
防止であると考えられる。
報に示された従来のリチウム金属を負極とするリチウム
二次電池の充放電サイクルによる放電容量の変化を示し
た特性図である。図において、縦軸は放電容量(mA・h)、
横軸は充放電繰返しサイクル数(回)である。○、×印の
特性曲線はそれぞれ電池の電解液の溶媒に、極性溶媒で
あるプロピレンカーボネート（ＰＣ）とジメトキシエタ
ン（ＤＭＥ）に、非極性溶媒であるベンゼン又はトルエ
ンを添加した３種混合溶媒を用いた電池、△印の特性曲
線は非極性溶媒を添加していない電池の特性を表してい
る。電解液に非極性溶媒を添加していない電池は約４０
サイクル後から放電容量が急激に減少しているのに対
し、非極性溶媒を添加している電池では１００サイクル
まで容量は少量しか減少していない。この非極性溶媒の
添加の効果の理由については、極性溶媒の分解等の変質
防止であると考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の電解液中の溶媒
は、以上のように非極性溶媒を添加することにより、電
池のサイクル寿命を延ばしてきた。しかし、電池の１０
０サイクル後の放電容量が初期容量の約８０％と容量減
少がまだかなり大きいなどの問題点があった。また、カ
ーボンを負極とする二次電池の電解液中の溶媒としても
用いたが、充放電サイクル４００回で放電容量が初期の
５０％まで減少するなどの問題点があった。
は、以上のように非極性溶媒を添加することにより、電
池のサイクル寿命を延ばしてきた。しかし、電池の１０
０サイクル後の放電容量が初期容量の約８０％と容量減
少がまだかなり大きいなどの問題点があった。また、カ
ーボンを負極とする二次電池の電解液中の溶媒としても
用いたが、充放電サイクル４００回で放電容量が初期の
５０％まで減少するなどの問題点があった。
【０００４】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、電解液中の溶媒を改良し、サイ
クル寿命の長い電池を提供することを目的とする。
ためになされたもので、電解液中の溶媒を改良し、サイ
クル寿命の長い電池を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明のリチウム二次
電池は、正極、カーボン負極、及び非水電解液とを備え
るもので、上記非水電解液の溶媒として極性溶媒である
エチレンカーボネートとジメトキシエタン、及び非極性
溶媒であるベンゼンの３種混合溶媒を用いたものであ
る。
電池は、正極、カーボン負極、及び非水電解液とを備え
るもので、上記非水電解液の溶媒として極性溶媒である
エチレンカーボネートとジメトキシエタン、及び非極性
溶媒であるベンゼンの３種混合溶媒を用いたものであ
る。
【０００６】そして、極性溶媒であるエチレンカーボネ
ートとジメトキシエタンの混合溶媒に対する混合体積分
率をそれぞれ４０〜６０％とした。
ートとジメトキシエタンの混合溶媒に対する混合体積分
率をそれぞれ４０〜６０％とした。
【０００７】また、非極性溶媒であるベンゼンの極性溶
媒であるエチレンカーボネートとジメトキシエタンの混
合溶媒に対する混合体積分率を５〜３０％とした。
媒であるエチレンカーボネートとジメトキシエタンの混
合溶媒に対する混合体積分率を５〜３０％とした。
【０００８】
【作用】この発明における電解液中の溶媒は、従来の極
性溶媒であるプロピレンカーボネート（ＰＣ）とジメト
キシエタン（ＤＭＥ）の混合溶媒において、プロピレン
カーボネートの代わりにエチレンカーボネート（ＥＣ）
を用いることにより、添加した非極性溶媒であるベンゼ
ンの効果を一層高め、これによって電池のサイクル寿命
を大幅に延ばすことができた。そして、極性溶媒である
エチレンカーボネートとジメトキシエタンの混合溶媒に
対する混合体積分率をそれぞれ４０〜６０％、非極性溶
媒であるベンゼンの上記混合溶媒に対する混合体積分率
を５〜３０％とすることにより、その効果がより良好に
発揮される。
性溶媒であるプロピレンカーボネート（ＰＣ）とジメト
キシエタン（ＤＭＥ）の混合溶媒において、プロピレン
カーボネートの代わりにエチレンカーボネート（ＥＣ）
を用いることにより、添加した非極性溶媒であるベンゼ
ンの効果を一層高め、これによって電池のサイクル寿命
を大幅に延ばすことができた。そして、極性溶媒である
エチレンカーボネートとジメトキシエタンの混合溶媒に
対する混合体積分率をそれぞれ４０〜６０％、非極性溶
媒であるベンゼンの上記混合溶媒に対する混合体積分率
を５〜３０％とすることにより、その効果がより良好に
発揮される。
【０００９】
実施例１．正極に１００mAh／gの活物質、リチウムコバ
ルト酸化物（ＬiＣoＯ2 ）を使用し、これに対して負極
に２００mAh／gの活物質、カーボンを使用した。電解液
として０．８mol／lのＬiＣlＯ4 を極性溶媒であるエチ
レンカーボネートとジメトキシエタンとの当体積混合溶
媒に溶解し、更にこれに上記混合溶媒に対し体積分率で
２０％の非極性溶媒であるベンゼンを添加したものを使
用し、図１の概略断面図に示すコイン型２次電池を製作
し、実施例１の電池とした。図１において、１は負極、
２はセパレータ、３は正極、４は集電板、５は正極缶、
６は封止材、７は負極缶である。
ルト酸化物（ＬiＣoＯ2 ）を使用し、これに対して負極
に２００mAh／gの活物質、カーボンを使用した。電解液
として０．８mol／lのＬiＣlＯ4 を極性溶媒であるエチ
レンカーボネートとジメトキシエタンとの当体積混合溶
媒に溶解し、更にこれに上記混合溶媒に対し体積分率で
２０％の非極性溶媒であるベンゼンを添加したものを使
用し、図１の概略断面図に示すコイン型２次電池を製作
し、実施例１の電池とした。図１において、１は負極、
２はセパレータ、３は正極、４は集電板、５は正極缶、
６は封止材、７は負極缶である。
【００１０】比較例１．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との当体積混合溶媒を
用いた他は、実施例１と同様の電池である。
カーボネートとジメトキシエタンとの当体積混合溶媒を
用いた他は、実施例１と同様の電池である。
【００１１】比較例２．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との当体積混合溶媒
に、体積分率で２０％のベンゼンを添加したものを用い
た。他は実施例１と同様の電池である。
ンカーボネートとジメトキシエタンとの当体積混合溶媒
に、体積分率で２０％のベンゼンを添加したものを用い
た。他は実施例１と同様の電池である。
【００１２】比較例３．電解液の溶媒としてエチレンカ
ーボネートとジメトキシエタンとの当体積混合溶媒を用
いた他は、実施例１と同様の電池である。
ーボネートとジメトキシエタンとの当体積混合溶媒を用
いた他は、実施例１と同様の電池である。
【００１３】実施例１と比較例１〜３の電池を用い充放
電試験を行った。充放電試験条件は、充電は４．１Ｖ、
２mA／cm2 の定電圧定電流充電、放電は２mA／cm2 の定
電流放電２．５Ｖカットとした。図２はこの充放電試験
から得られた実施例１と比較例の充放電の繰り返しに対
する初期放電容量維持率を示した特性図である。図にお
いて、縦軸は初期放電容量維持率(％)、横軸は充放電繰
返しサイクル数(回)である。特性曲線ａは実施例１の、
特性曲線ｂは比較例１の、特性曲線ｃは比較例２の、特
性曲線ｄは比較例３の電池の特性（試験結果）である。
この図からわかるように、比較例１では放電容量が約３
００サイクルで５０％まで減少し、比較例２では約３５
０サイクルで、比較例３では約４００サイクルで５０％
まで減少するのに対し、実施例１では５００サイクルま
で容量は減少していない。電解液の溶媒としては、実施
例１のエチレンカーボネートとジメトキシエタンにベン
ゼンを添加した３種混合溶媒が最も優れており、次にエ
チレンカーボネートとジメトキシエタンの混合溶媒、プ
ロピレンカーボネートとジメトキシエタンにベンゼンを
添加した３種混合溶媒、最後にプロピレンカーボネート
とジメトキシエタンの混合溶媒の順になる。
電試験を行った。充放電試験条件は、充電は４．１Ｖ、
２mA／cm2 の定電圧定電流充電、放電は２mA／cm2 の定
電流放電２．５Ｖカットとした。図２はこの充放電試験
から得られた実施例１と比較例の充放電の繰り返しに対
する初期放電容量維持率を示した特性図である。図にお
いて、縦軸は初期放電容量維持率(％)、横軸は充放電繰
返しサイクル数(回)である。特性曲線ａは実施例１の、
特性曲線ｂは比較例１の、特性曲線ｃは比較例２の、特
性曲線ｄは比較例３の電池の特性（試験結果）である。
この図からわかるように、比較例１では放電容量が約３
００サイクルで５０％まで減少し、比較例２では約３５
０サイクルで、比較例３では約４００サイクルで５０％
まで減少するのに対し、実施例１では５００サイクルま
で容量は減少していない。電解液の溶媒としては、実施
例１のエチレンカーボネートとジメトキシエタンにベン
ゼンを添加した３種混合溶媒が最も優れており、次にエ
チレンカーボネートとジメトキシエタンの混合溶媒、プ
ロピレンカーボネートとジメトキシエタンにベンゼンを
添加した３種混合溶媒、最後にプロピレンカーボネート
とジメトキシエタンの混合溶媒の順になる。
【００１４】これは、極性溶媒であるエチレンカーボネ
ートとジメトシエタン、あるいはプロピレンカーボネー
トとジメトキシエタンの混合溶媒に非極性溶媒であるベ
ンゼンを添加することにより、充放電特性が優れたもの
となるが、ベンゼンの添加効果はプロピレンカーボネー
トとジメトキシエタンの混合溶媒よりもエチレンカーボ
ネートとジメトシエタンの混合溶媒に添加した時の方が
格段に良くなることを示している。この理由については
はっきりわかっていないが、非極性溶媒であるベンゼン
が、極性溶媒の分解防止などの安定性に効果があり、そ
の程度が極性溶媒の内、エチレンカーボネートの方に対
してプロピレンカーボネートより良好に作用したとため
と考えられる。
ートとジメトシエタン、あるいはプロピレンカーボネー
トとジメトキシエタンの混合溶媒に非極性溶媒であるベ
ンゼンを添加することにより、充放電特性が優れたもの
となるが、ベンゼンの添加効果はプロピレンカーボネー
トとジメトキシエタンの混合溶媒よりもエチレンカーボ
ネートとジメトシエタンの混合溶媒に添加した時の方が
格段に良くなることを示している。この理由については
はっきりわかっていないが、非極性溶媒であるベンゼン
が、極性溶媒の分解防止などの安定性に効果があり、そ
の程度が極性溶媒の内、エチレンカーボネートの方に対
してプロピレンカーボネートより良好に作用したとため
と考えられる。
【００１５】実施例２．電解液として０．８mol／lのＬ
iＣlＯ4 を極性溶媒であるエチレンカーボネートとジメ
トキシエタンとの当体積混合溶媒に溶解し、更にこれに
上記混合溶媒に対し体積分率で５％、１０％、３０％の
非極性溶媒であるベンゼンを添加したものを使用し、他
は実施例１と同様にして実施例２の電池とした。
iＣlＯ4 を極性溶媒であるエチレンカーボネートとジメ
トキシエタンとの当体積混合溶媒に溶解し、更にこれに
上記混合溶媒に対し体積分率で５％、１０％、３０％の
非極性溶媒であるベンゼンを添加したものを使用し、他
は実施例１と同様にして実施例２の電池とした。
【００１６】図３は前述した充放電条件で試験して得ら
れた実施例２と実施例１の電池の充放電の繰返しに対す
る初期放電容量維持率を示した特性図である。図におい
て、縦軸は初期放電容量維持率(％)、横軸は充放電繰返
しサイクル数(回)である。特性曲線ａは実施例１の、特
性曲線ｅは実施例２のベンゼンを５％添加したものの、
特性曲線ｆは実施例２のベンゼンを１０％添加したもの
の、特性曲線ｇは実施例２のベンゼンを３０％添加した
ものの特性（試験結果）である。この図から、実施例２
の電池の５００サイクルでの初期放電容量維持率はベン
ゼン添加量１０％で９５％、３０％で８７％、５％でも
８０％と、いずれも高いことがわかる。これらのことか
ら、エチレンカーボネートとジメトキシエタンとの当体
積混合溶媒にベンゼンを添加した３種混合溶媒を用いた
電池は、優れた放電特性を示すといえる。
れた実施例２と実施例１の電池の充放電の繰返しに対す
る初期放電容量維持率を示した特性図である。図におい
て、縦軸は初期放電容量維持率(％)、横軸は充放電繰返
しサイクル数(回)である。特性曲線ａは実施例１の、特
性曲線ｅは実施例２のベンゼンを５％添加したものの、
特性曲線ｆは実施例２のベンゼンを１０％添加したもの
の、特性曲線ｇは実施例２のベンゼンを３０％添加した
ものの特性（試験結果）である。この図から、実施例２
の電池の５００サイクルでの初期放電容量維持率はベン
ゼン添加量１０％で９５％、３０％で８７％、５％でも
８０％と、いずれも高いことがわかる。これらのことか
ら、エチレンカーボネートとジメトキシエタンとの当体
積混合溶媒にベンゼンを添加した３種混合溶媒を用いた
電池は、優れた放電特性を示すといえる。
【００１７】この発明に係わる非極性溶媒であるベンゼ
ンの極性溶媒であるエチレンカーボネートとジメトキシ
エタンの混合溶媒に対する混合体積分率は５％未満、ま
た３０％を越えると、充放電繰返しが４００回程になる
と放電容量が低下し始めるので、５〜３０％が望まし
い。
ンの極性溶媒であるエチレンカーボネートとジメトキシ
エタンの混合溶媒に対する混合体積分率は５％未満、ま
た３０％を越えると、充放電繰返しが４００回程になる
と放電容量が低下し始めるので、５〜３０％が望まし
い。
【００１８】また、極性溶媒であるエチレンカーボネー
トとジメトキシエタンの混合溶媒に対する混合体積分率
はそれぞれ４０％未満、また６０％を越えると、充放電
繰返しが１００回程になると放電容量が低下し始めるの
で、４０〜６０％が望ましく、当体積で混合するのが最
も望ましい。
トとジメトキシエタンの混合溶媒に対する混合体積分率
はそれぞれ４０％未満、また６０％を越えると、充放電
繰返しが１００回程になると放電容量が低下し始めるの
で、４０〜６０％が望ましく、当体積で混合するのが最
も望ましい。
【００１９】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、カー
ボンを負極とするリチウム二次電池の非水電解液の溶媒
として、極性溶媒であるエチレンカーボネートとジメト
キシエタン、及び非極性溶媒であるベンゼンの３種混合
溶媒を用いたので、充放電サイクルによる放電容量低減
を抑制でき、充放電サイクル寿命の長いリチウム二次電
池が得られる効果がある。
ボンを負極とするリチウム二次電池の非水電解液の溶媒
として、極性溶媒であるエチレンカーボネートとジメト
キシエタン、及び非極性溶媒であるベンゼンの３種混合
溶媒を用いたので、充放電サイクルによる放電容量低減
を抑制でき、充放電サイクル寿命の長いリチウム二次電
池が得られる効果がある。
【００２０】そして、極性溶媒であるエチレンカーボネ
ートとジメトキシエタンの混合溶媒に対する混合体積分
率をそれぞれ４０〜６０％、非極性溶媒であるベンゼン
の上記混合溶媒に対する混合体積分率を５〜３０％とす
ることにより、その効果がより良好に発揮される。
ートとジメトキシエタンの混合溶媒に対する混合体積分
率をそれぞれ４０〜６０％、非極性溶媒であるベンゼン
の上記混合溶媒に対する混合体積分率を５〜３０％とす
ることにより、その効果がより良好に発揮される。
【図１】この発明の一実施例のコイン型リチウム２次電
池の一例を示す概略断面図である。
池の一例を示す概略断面図である。
【図２】この発明の実施例１のリチウム２次電池の充放
電の繰り返しに対する初期放電容量維持率を比較例とと
もに示す特性図である。
電の繰り返しに対する初期放電容量維持率を比較例とと
もに示す特性図である。
【図３】この発明の実施例１及び２のリチウム２次電池
の充放電の繰り返しに対する初期放電容量維持率を示す
特性図である。
の充放電の繰り返しに対する初期放電容量維持率を示す
特性図である。
【図４】従来のリチウム２次電池の充放電の繰り返しに
対する放電容量変化を示す特性図である。
対する放電容量変化を示す特性図である。
１ 負極 ２ セパレータ ３ 正極 ４ 集電板 ５ 正極缶 ７ 負極缶
Claims (3)
- 【請求項１】 再充電可能な活物質よりなる正極、カー
ボン負極、及び溶質と溶媒とからなる非水電解液を備え
るリチウム二次電池において、上記溶媒として極性溶媒
であるエチレンカーボネートとジメトキシエタンの混合
溶媒と、非極性溶媒であるベンゼンの３種混合溶媒を用
いたことを特徴とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 極性溶媒であるエチレンカーボネートと
ジメトキシエタンの混合溶媒に対する混合体積分率はそ
れぞれ４０〜６０％であることを特徴とする請求項第１
項記載のリチウム二次電池。 - 【請求項３】 非極性溶媒であるベンゼンの極性溶媒で
あるエチレンカーボネートとジメトキシエタンの混合溶
媒に対する混合体積分率は５〜３０％であることを特徴
とする請求項第１項または第２項記載のリチウム二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4243347A JPH0696798A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4243347A JPH0696798A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0696798A true JPH0696798A (ja) | 1994-04-08 |
Family
ID=17102483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4243347A Pending JPH0696798A (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0696798A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3891150C1 (ja) * | 1987-12-18 | 1991-03-28 | Nkk Corp., Tokio/Tokyo, Jp | |
| EP0752729A3 (en) * | 1995-06-27 | 1997-07-02 | Hitachi Ltd | Secondary lithium battery |
| KR100417563B1 (ko) * | 1995-05-26 | 2004-05-07 | 소니 가부시끼 가이샤 | 비-수성전해질이차전지 |
| KR100458568B1 (ko) * | 2002-04-03 | 2004-12-03 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 전지 |
| KR100467435B1 (ko) * | 2002-09-06 | 2005-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 전지 |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP4243347A patent/JPH0696798A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3891150C1 (ja) * | 1987-12-18 | 1991-03-28 | Nkk Corp., Tokio/Tokyo, Jp | |
| KR100417563B1 (ko) * | 1995-05-26 | 2004-05-07 | 소니 가부시끼 가이샤 | 비-수성전해질이차전지 |
| EP0752729A3 (en) * | 1995-06-27 | 1997-07-02 | Hitachi Ltd | Secondary lithium battery |
| KR100458568B1 (ko) * | 2002-04-03 | 2004-12-03 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 전지 |
| KR100467435B1 (ko) * | 2002-09-06 | 2005-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬 전지 |
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