JPH08180900A - Thin battery - Google Patents
Thin batteryInfo
- Publication number
- JPH08180900A JPH08180900A JP6323470A JP32347094A JPH08180900A JP H08180900 A JPH08180900 A JP H08180900A JP 6323470 A JP6323470 A JP 6323470A JP 32347094 A JP32347094 A JP 32347094A JP H08180900 A JPH08180900 A JP H08180900A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- component
- battery
- cyclic
- ester
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
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
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、リチウム電池の改良に
関するものである。FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in lithium batteries.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、エレクトロニクス分野の発展に伴
い電子機器が小型化されており、電池においても機器同
様に小型化が望まれている。特にリチウムを負極活物質
として用いた電池は高エネルギー密度が期待できること
から、小型・薄形化に際しては非常に適した電池であ
る。2. Description of the Related Art In recent years, electronic devices have been miniaturized with the development of the electronics field, and batteries as well as the devices have been desired to be miniaturized. In particular, a battery using lithium as the negative electrode active material can be expected to have a high energy density, and is therefore a very suitable battery for miniaturization and thinning.
【０００３】薄形化という点においては、近年のＩＣ・
ＩＤカードのめざましい開発上、電池の薄形化が強く望
まれており、使用用途に関しても様々な環境下におかれ
ることが考えられることからも電池特性に関しても高特
性を発現可能な電池が必要とされている。電池の使用温
度環境において、一般的にリチウム電池の電解液に関し
ては、炭酸エステル類が主電解液溶媒として用いられる
ため、溶媒沸点が高く、蒸発速度が遅いことからも比較
的高温においても使用が可能である。ところが、電池の
低温における特性については、同電解液溶媒単独で使用
した場合、低温での溶媒自身の粘度が高く、イオン伝導
度が低下するため電池特性の低下が生じる場合がある。
この様な問題を解決するためジメトキシエタン、ジエチ
ルカーボネートといった低粘度溶媒が用いられるように
なった。In terms of thinning, recent IC /
Due to the remarkable development of ID cards, there is a strong demand for thinner batteries, and it is considered that they can be placed in various environments in terms of usage and batteries that can exhibit high characteristics are required. It is said that. In the environment where the battery is used, since the carbonate ester is generally used as the main electrolyte solvent in the electrolyte of the lithium battery, the solvent boiling point is high and the evaporation rate is slow, so that it can be used even at a relatively high temperature. It is possible. However, regarding the characteristics of the battery at low temperatures, when the electrolyte solvent alone is used, the viscosity of the solvent itself at low temperatures is high and the ionic conductivity decreases, which may result in deterioration of the battery characteristics.
In order to solve such problems, low viscosity solvents such as dimethoxyethane and diethyl carbonate have come to be used.
【０００４】一方、ＩＣカードの製造上でカードのラミ
ネート加工あるいはモールディング工程といった工程で
は、カード内部に設置された電池が高温下におかれるこ
とがある。このような条件下で従来の電池に関しては、
ジメトキシエタン、ジエチルカーボネートといった低粘
度溶媒を用いている場合、低沸点溶媒でもあることから
も外部からの加熱によって電池が膨張したり、破裂に至
る場合もある。On the other hand, in a process such as a card laminating process or a molding process in manufacturing an IC card, a battery installed inside the card may be exposed to a high temperature. For conventional batteries under these conditions,
When a low-viscosity solvent such as dimethoxyethane or diethyl carbonate is used, the battery may expand or burst due to external heating because it is also a low boiling point solvent.
【０００５】しかしながら、ＩＣカードに要求される電
池温度特性に関しては、様々な使用環境下におかれるこ
とからこれまでの電池に要求されてきた電池駆動温度レ
ンジと同程度必要とされている。しかしながら製造上、
あるいはＩＣカード自体の耐温度特性上のスペックから
も、これまでの低粘度溶媒を用いた場合、高温側での耐
温度特性に関しては不十分である。従来と同様な低沸点
溶媒を用いた電池においては、カードの成形時に低粘度
溶媒の気化に伴い電池が膨張したり、破裂に至る場合も
あり、安全性および製品価値を外観上損ねるということ
からも適していない。However, the battery temperature characteristics required for the IC card are required to the same extent as the battery driving temperature range that has been required for the batteries so far because they are put under various usage environments. However, in manufacturing,
Alternatively, from the spec of the temperature resistance of the IC card itself, when the conventional low viscosity solvent is used, the temperature resistance on the high temperature side is insufficient. In a battery using a low boiling point solvent similar to the conventional one, the battery may expand or burst due to vaporization of the low viscosity solvent during molding of the card, which may impair safety and product value in appearance. Is also not suitable.
【０００６】しかしながら、これら低粘度溶媒を用いな
い場合には、低温側での電池特性が十分に得られない。However, if these low-viscosity solvents are not used, sufficient battery characteristics cannot be obtained on the low temperature side.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑みなされたものであり、従来の低温におけ
る電池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性、即ち
高温下での電池の安全性向上および高温下での電池形状
変化の少ない優れたリチウム電池を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art. The battery has high temperature resistance while maintaining the conventional battery characteristics at low temperature, that is, a battery at high temperature. It is an object of the present invention to provide an excellent lithium battery with improved safety and less change in battery shape at high temperature.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成すべく、正極と、負極としてリチウム金属あるいは、
リチウム合金またはリチウムをドープできる化合物と、
セパレーターと電解質を用いる薄形電池において、該電
解質に一種以上の環状エステル又は／及び環状炭酸エス
テルを第一成分として含み、且つ第二成分として、化学
組成式がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物質を一種
以上を含むことを特徴とすることにより、低温における
電池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性を有す
る、即ち高温下での電池の安全性向上および高温下での
電池形状変化の少ない優れたリチウム電池を提供するこ
とが可能となる。尚、本発明における高温とは従来の低
沸点溶媒を含有する電池が形状維持または特性維持の保
証範囲をこえる温度領域であり８０〜１１０℃とする。In order to achieve the above object, the present invention provides a positive electrode and lithium metal as a negative electrode, or
A lithium alloy or a compound capable of doping lithium,
In thin batteries using a separator and an electrolyte, comprising one or more cyclic esters and / or cyclic carbonate in the electrolyte as a first component, and as a second component, the chemical composition formula at C n H 2n O 2, n By including one or more substances having the following formula: 6-8, the battery has high temperature resistance while maintaining battery characteristics at low temperatures, that is, improved safety of the battery at high temperature and high temperature. It is possible to provide an excellent lithium battery with less change in battery shape below. The high temperature in the present invention is a temperature range in which a battery containing a conventional low boiling point solvent exceeds the guaranteed range of shape maintenance or characteristic maintenance, and is set to 80 to 110 ° C.
【０００９】また、正極と、負極としてリチウム金属あ
るいは、リチウム合金またはリチウムをドープできる化
合物と、電解質層として固体電解質を用いる薄形電池に
おいて、該固体電解質層の可塑剤として一種以上の環状
エステルおよび環状炭酸エステルを第一成分として含
み、且つ可塑剤の第二成分として、化学組成式が一般式
Ｃn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物質を一種以上を含
むことを特徴とすることによっても、低温における電池
特性を保持しながら且つ、電池の耐高温性、即ち高温下
での電池の安全性向上および高温下での電池形状変化の
少ない優れたリチウム電池を提供することが可能とな
る。本発明における一種以上の環状エステルおよび環状
炭酸エステルとは、g-ブチロラクトン、g-バレロラクト
ン、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などが挙げられるがこれらの環状
エステルおよび環状炭酸エステルに限定されるものでは
ない。また、本発明における一種以上の化学組成式がＣ
n Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物質とは、ブチルアセ
テート、アミルアセテート、ヘキシルアセテート、プロ
ピルプロピオネート、ブチルプロピオネート、プロピル
ブチレート、ブチルブチレートメチルヴァレレート、エ
チルヴァレレート、メチルカプレート、エチルカプレー
トなどが挙げられるが、これらに限定されるものではな
い。In a thin battery using a positive electrode, a lithium metal or a lithium alloy or a compound capable of being doped with lithium as a negative electrode, and a solid electrolyte as an electrolyte layer, one or more cyclic esters and a plasticizer for the solid electrolyte layer are used. A cyclic carbonic acid ester as a first component, and as a second component of the plasticizer, one or more substances having a chemical composition formula of C n H 2n O 2 and n = 6 to 8 are contained. By doing so, it is possible to provide an excellent lithium battery that maintains battery characteristics at low temperatures and has high temperature resistance of the batteries, that is, improved battery safety at high temperatures and less change in battery shape at high temperatures. It will be possible. The one or more cyclic esters and cyclic carbonic acid esters in the present invention, g-butyrolactone, g-valerolactone, propylene carbonate, ethylene carbonate,
Examples thereof include butylene carbonate, but are not limited to these cyclic esters and cyclic carbonates. Further, in the present invention, one or more chemical composition formulas are C
n H 2n O 2 where n = 6 to 8 means butyl acetate, amyl acetate, hexyl acetate, propyl propionate, butyl propionate, propyl butyrate, butyl butyrate methyl valerate, ethyl valer Examples thereof include, but are not limited to, rate, methyl caprate, ethyl caprate, and the like.
【００１０】第１内至２の発明において、該電解質ある
いは固体電解質の可塑剤である第一成分とする一種以上
の環状エステルおよび環状炭酸エステルおよび環状炭酸
エステルと第二成分である化学組成式がＣn Ｈ2nＯ
2 で、ｎ＝６〜８で表わされる物質の比率が５：９５〜
９５：５の範囲であることを特徴とすることにより、低
温における電池特性を保持しながら且つ、電池の耐高温
性、即ち高温下での電池の安全性向上および高温下での
電池形状変化の少ない優れたリチウム電池を提供するこ
とが可能となる。In the first to second inventions, one or more cyclic ester and / or cyclic carbonic acid ester as a first component which is a plasticizer of the electrolyte or solid electrolyte and a chemical composition formula of the second component are C n H 2n O
2 , the ratio of the substances represented by n = 6 to 8 is 5:95 to
By being characterized by being in the range of 95: 5, while maintaining the battery characteristics at low temperature, the high temperature resistance of the battery, that is, the improvement of the safety of the battery at high temperature and the change of the battery shape at high temperature, It is possible to provide a small number of excellent lithium batteries.
【００１１】第３の発明において、化学組成式がＣn Ｈ
2nＯ2 で、ｎ＝６〜８で表わされる物質のＲ１およびＲ
２は炭素数1 〜6 の直鎖あるいは枝別れのアルキル基で
表されるが、中でも特にＲ１がメチル基であって、Ｒ２
が炭素数4 〜6 のアルキル基からなるアセテート化合物
が該第二成分であることが発明の効果が十分に発現さ
れ、低温における電池特性を保持しながら且つ、電池の
耐高温性、即ち高温下での電池の安全性向上および高温
下での電池形状変化の少ない優れたリチウム電池を提供
することが可能となる。。In the third invention, the chemical composition formula is C n H
2n O 2 , R1 and R of the substance represented by n = 6 to 8
2 is represented by a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Among them, R1 is a methyl group, and R2 is
Is a second component is an acetate compound consisting of an alkyl group having 4 to 6 carbon atoms, the effect of the present invention is sufficiently exhibited, while maintaining the battery characteristics at low temperatures, the high temperature resistance of the battery, that is, at high temperatures It is possible to provide an excellent lithium battery with improved battery safety and less change in battery shape at high temperatures. .
【００１２】[0012]
【作用】本発明に従って、正極と、負極としてリチウム
金属あるいは、リチウム合金またはリチウムをドープで
きる化合物と、セパレーターと電解質を用いる薄形電池
において、該電解質に一種以上の環状エステルおよび環
状炭酸エステル又は／及び環状炭酸エステルを第一成分
として含み、且つ第二成分として、化学組成式がＣn Ｈ
2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物質を一種以上を含む、あ
るいは該電解質層として固体電解質を用いる薄形電池に
おいて、該固体電解質層の可塑剤として一種以上の環状
エステルおよび環状炭酸エステルおよび環状炭酸エステ
ルを第一成分として含み、且つ可塑剤の第二成分とし
て、化学組成がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物質
を一種以上を含むことによって低温特性が向上する。こ
のような原因としては、第二成分である化学組成式がＣ
n Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物質の凝固点が非常に
低く、第一成分である環状エステルおよび環状炭酸エス
テルとの相溶性も優れており、且つリチウム塩に対する
溶解度も大きいことからも低温での塩の析出・偏析を防
止し、且つ溶液の凝固を低下させる効果があるため、低
温での電解質としての作用を十分に保持することが可能
であることが考えられる。炭素数の限定の理由として
は、アルキル鎖長が長くなりすぎると疎水性が強くなり
第一成分の電解液溶媒との相溶性が悪くなり、また、同
時に凝固点も高くなる。逆に短すぎると、溶媒沸点が低
くなるため本発明の目的を達成することには不向きとな
る。According to the present invention, in a thin battery using a positive electrode, a lithium metal or a lithium alloy or a compound capable of being doped with lithium as a negative electrode, a separator and an electrolyte, one or more cyclic esters and cyclic carbonates or / And a cyclic carbonic acid ester as the first component, and as the second component, the chemical composition formula is C n H
In a thin battery containing 2nO 2 and one or more substances having n = 6 to 8 or using a solid electrolyte as the electrolyte layer, one or more cyclic ester and cyclic ester carbonate as a plasticizer of the solid electrolyte layer. and cyclic carbonate comprises as a first component, and as a second component of the plasticizer, chemical composition by C n H 2n O 2, improved low temperature properties to a substance which is n = 6-8 by including one or more kinds To do. The reason for this is that the chemical composition formula of the second component is C
n H 2n O 2 with n = 6 to 8 has a very low freezing point, excellent compatibility with the first component cyclic ester and cyclic carbonate, and high solubility in lithium salt Also, since it has the effect of preventing salt precipitation / segregation at low temperature and lowering the coagulation of the solution, it is considered possible to sufficiently maintain the action as an electrolyte at low temperature. The reason for limiting the number of carbon atoms is that if the alkyl chain length becomes too long, the hydrophobicity becomes strong and the compatibility with the electrolyte solvent of the first component becomes poor, and at the same time, the freezing point also becomes high. On the other hand, if it is too short, the boiling point of the solvent will be low, making it unsuitable for achieving the object of the present invention.
【００１３】また、第二成分である化学組成式がＣn Ｈ
2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物質の添加に伴う効果は５
％以上で発現可能であるが、第一成分である一種以上の
環状エステルおよび環状炭酸エステルおよび環状炭酸エ
ステルの種類によっては、その発現の効果の程度がこと
なる。例えば第一成分である環状エステルおよび環状炭
酸エステルがエチレンカーボネートである場合と、プロ
ピレンカーボネートである場合においては第一成分の溶
媒固有の凝固点が大きくことなることから、第二成分で
ある化学組成式がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物
質の配合量を第一成分の溶媒に合わせて変える必要があ
る。ただし第二成分である化学組成式がＣn Ｈ2nＯ
2 で、ｎ＝６〜８である物質を単独で使用する場合より
も環状エステルおよび環状炭酸エステルとの混合溶媒と
して使用する方が結果的に好ましいことから、該電解質
あるいは固体電解質の可塑剤である第一成分とする一種
以上の環状エステルおよび環状炭酸エステルと第二成分
である化学組成式がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である
物質の比率が５：９５〜９５：５の範囲であることによ
り、発明の効果が発現可能となる。The chemical composition formula of the second component is C n H
With 2n O 2 , the effect of adding a substance with n = 6 to 8 is 5
%, But the degree of the effect of expression varies depending on the type of one or more cyclic ester and cyclic carbonic acid ester and cyclic carbonic acid ester which are the first component. For example, when the cyclic ester and cyclic carbonic acid ester which are the first component is ethylene carbonate, and when it is propylene carbonate, the freezing point peculiar to the solvent of the first component is large, so the chemical composition formula of the second component is Is C n H 2n O 2 and the compounding amount of n = 6 to 8 needs to be changed according to the solvent of the first component. However the chemical composition formula is the second component is C n H 2n O
In 2 , it is more preferable to use the substance in which n = 6 to 8 as a mixed solvent with the cyclic ester and the cyclic carbonate than the case where the substance is used alone. Therefore, in the plasticizer of the electrolyte or the solid electrolyte, The ratio of one or more cyclic ester or cyclic carbonic acid ester as the first component and the second component having a chemical composition formula of C n H 2n O 2 and n = 6 to 8 is 5:95 to 95: Within the range of 5, the effects of the invention can be exhibited.
【００１４】また、化学組成式がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝
６〜８である物質のＲ１がメチル基であって、Ｒ２が炭
素数4 〜6 のアルキル基からなるアセテート化合物は特
に発明の効果が大きい。Further, the chemical composition formula is C n H 2n O 2 , and n =
The effect of the invention is particularly large in the case of the substance of 6 to 8 in which R1 is a methyl group and R2 is an alkyl group of 4 to 6 carbon atoms.
【００１５】以上のことからも凝固点の低い化合物を第
二成分として電解質に用いることによって、溶媒の凝固
を低下させることが可能となり至っては低温特性を向上
することが可能であり、且つ、第二成分物質が高沸点溶
媒であることにより、高温下での電解液揮発に伴う電池
の膨張至っては破裂についても防止することが可能とな
る。From the above, by using a compound having a low freezing point as the second component in the electrolyte, it is possible to reduce the solidification of the solvent, and it is possible to improve the low temperature characteristics. Since the component substance is a high boiling point solvent, it is possible to prevent the battery from expanding and bursting due to volatilization of the electrolytic solution at a high temperature.
【００１６】[0016]
【実施例】以下、本発明の詳細について、実施例により
説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
【００１７】（実施例）下記の手順にしたがって、本発
明の実施例１のシート状電池を作製した。正極活物質層
を形成すべく、正極活物質に二酸化マンガンを用い、導
電材としてケッチェンブラック、バインダーとしてポリ
エチレンオキサイド３官能アクリル酸エステルを混合し
たものを複合正極として使用した。作製方法は以下の通
りである。二酸化マンガンとケッチェンブラックを１
０：１の重量比率で混合したもの１５g に、上記有機化
合物とプロピレンカーボネートとブチルアセテートの体
積比で３：２の混合溶媒を有機化合物が体積百分率で４
０％となるよう相溶させ、トリフルオロメタンスルホン
酸リチウムを０. ７５mol/l になるよう溶解させたもの
を４g を加えて混合した。正極集電体であるステンレス
箔上に上述の正極合剤をキャストしたのち電子線を照射
して厚さ１６５micronの正極とした。(Example) A sheet-like battery of Example 1 of the present invention was manufactured according to the following procedure. In order to form the positive electrode active material layer, manganese dioxide was used as the positive electrode active material, Ketjen black was used as the conductive material, and polyethylene oxide trifunctional acrylic acid ester was mixed as the binder, which was used as the composite positive electrode. The manufacturing method is as follows. 1 manganese dioxide and ketjen black
To 15 g of a mixture with a weight ratio of 0: 1, a mixed solvent of the above organic compound, propylene carbonate and butyl acetate in a volume ratio of 3: 2 was added, and the organic compound was mixed in a volume ratio of 4%.
4 g of a mixture of lithium trifluoromethanesulfonate and 0.75 mol / l was added and mixed. The above positive electrode mixture was cast on a stainless steel foil serving as a positive electrode current collector, and then irradiated with an electron beam to obtain a positive electrode having a thickness of 165 micron.
【００１８】電池の負極活物質としてはリチウム金属を
用い、これを３０micronのステンレス箔の負極集電板に
圧着した。圧着後リチウムの厚みは５５micronであっ
た。電解質層は上述のリチウム金属上にポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステルを体積百分率で４０
％となるようプロピレンカーボネートとブチルアセテー
トの体積比で３：２の混合溶媒と相溶させ、トリフルオ
ロメタンスルホン酸リチウムを０. ７５mol/l になるよ
う溶解させたものをキャスト成膜したのち電子線を照射
することによってゲル電解質を形成させた。Lithium metal was used as the negative electrode active material of the battery, and this was pressed onto a negative electrode current collector plate of stainless steel foil of 30 micron. After pressure bonding, the thickness of lithium was 55 micron. The electrolyte layer is made of the above-mentioned lithium metal and 40% by volume of polyethylene oxide trifunctional acrylic ester.
% Of propylene carbonate and butyl acetate are mixed with each other in a volume ratio of 3: 2, and lithium trifluoromethanesulfonate is dissolved at 0.75 mol / l to form a cast film, which is then subjected to electron beam irradiation. Was irradiated to form a gel electrolyte.
【００１９】上述の作製した正極／電解質・リチウムと
を、張り合わせて封口部には変性ポリエチレンの枠体を
配置したのちヒートシーラーで熱融着させ本発明である
シート状電池を作製した。The above-prepared positive electrode / electrolyte / lithium was adhered to each other, a modified polyethylene frame was placed in the sealing portion, and then heat-sealed with a heat sealer to produce a sheet-like battery of the present invention.
【００２０】図１は、本発明の実施例１の薄形電池の断
面図である。図中１は、外装も兼ねたステンレス鋼から
なる正極および負極集電体で、２は二酸化マンガンを活
物質とした正極合材である。３は電解質である。４は金
属リチウムである。５は変性ポリエチレンからなる封口
材である。FIG. 1 is a sectional view of a thin battery of Example 1 of the present invention. In the figure, 1 is a positive electrode and negative electrode current collector made of stainless steel which also serves as an outer package, and 2 is a positive electrode mixture containing manganese dioxide as an active material. 3 is an electrolyte. 4 is metallic lithium. Reference numeral 5 is a sealing material made of modified polyethylene.
【００２１】（比較例）上記の手順にしたがって、比較
例のシート状電池を作製した。正極活物質層を形成すべ
く、正極活物質に二酸化マンガンを用い、導電材として
ケッチェンブラック、バインダーとしてポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステル（分子量：９００
０）を混合したものを複合正極として使用した。作製方
法は以下の通りである。二酸化マンガンとケッチェンブ
ラックを１０：１の重量比率で混合したもの１５g に、
上記有機化合物とプロピレンカーボネートとジメトキシ
エタンの体積比で３：２の混合溶媒を有機化合物が体積
百分率で４０％となるよう相溶させ、トリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウムを０. ７５mol/l になるよう溶解
させたものを４g を加えて混合した。正極集電体である
ステンレス箔上に上述の正極合剤をキャストしたのち電
子線を照射して厚さ１６５micronの正極とした。Comparative Example A sheet-shaped battery of a comparative example was produced according to the above procedure. In order to form the positive electrode active material layer, manganese dioxide is used as the positive electrode active material, Ketjen black is used as the conductive material, and polyethylene oxide trifunctional acrylic acid ester (molecular weight: 900 is used as the binder.
A mixture of 0) was used as a composite positive electrode. The manufacturing method is as follows. 15 g of a mixture of manganese dioxide and Ketjen Black in a weight ratio of 10: 1,
A mixed solvent of the above organic compound, propylene carbonate and dimethoxyethane in a volume ratio of 3: 2 was compatibilized so that the organic compound was 40% by volume, and lithium trifluoromethanesulfonate was dissolved to 0.75 mol / l. The resulting mixture was mixed with 4 g. The above positive electrode mixture was cast on a stainless steel foil serving as a positive electrode current collector, and then irradiated with an electron beam to obtain a positive electrode having a thickness of 165 micron.
【００２２】電池の負極活物質としてはリチウム金属を
用い、これを３０micronのステンレス箔の負極集電板に
圧着した。圧着後リチウムの厚みは５５micronであっ
た。電解質層は上述のリチウム金属上にポリエチレンオ
キサイド３官能アクリル酸エステルを体積百分率で４０
％となるようプロピレンカーボネートとジメトキシエタ
ンの体積比で３：２の混合溶媒と相溶させ、トリフルオ
ロメタンスルホン酸リチウムを０．７５mol/l になるよ
う溶解させたものをキャスト成膜したのち電子線を照射
することによってゲル電解質を形成させた。上述の作製
した正極／電解質・リチウムとを、張り合わせて封口部
には変性ポリエチレンの枠体を配置したのちヒートシー
ラーで熱融着させ本発明であるシート状電池を作製し
た。上述の本発明および比較例の電池を用いて-20 ℃下
にて30kohmの抵抗を接続して定抵抗放電を行った。その
結果を図２に示す。図２より、本発明の電池は従来のジ
メトキシエタンを電解質に含む比較例の電池以上の特性
を発現した。また、高温下での熱安定性を調べるために
本発明である実施例の電池と従来の比較例の電池を100
℃の恒温層に入れて1 時間放置ののち、電池形状を観察
した。その結果を表１に示す。Lithium metal was used as the negative electrode active material of the battery, and this was pressed onto a negative electrode current collector plate of stainless steel foil of 30 micron. After pressure bonding, the thickness of lithium was 55 micron. The electrolyte layer is made of the above-mentioned lithium metal and 40% by volume of polyethylene oxide trifunctional acrylic ester.
% Of propylene carbonate and dimethoxyethane in a volume ratio of 3: 2, and lithium trifluoromethanesulfonate dissolved in 0.75 mol / l to form a cast film. Was irradiated to form a gel electrolyte. The above-prepared positive electrode / electrolyte / lithium was stuck together, a modified polyethylene frame was placed in the sealing portion, and then heat-sealed with a heat sealer to produce a sheet-shaped battery of the present invention. Using the batteries of the present invention and the comparative example described above, a constant resistance discharge was carried out by connecting a resistance of 30 kohm at -20 ° C. The result is shown in FIG. From FIG. 2, the battery of the present invention exhibited the characteristics higher than those of the battery of the comparative example containing the conventional dimethoxyethane in the electrolyte. Further, in order to investigate the thermal stability under high temperature, the battery of the example of the present invention and the battery of the conventional comparative example were 100
After being placed in a constant temperature layer at ℃ and left for 1 hour, the battery shape was observed. Table 1 shows the results.
【００２３】[0023]
【表１】 [Table 1]
【００２４】表１より、従来の電池であるジメトキシエ
タンを用いた電池は集電体が内部の電解液の気化したガ
スによって厚み方向に持ち上げられており、原形の維持
は全くできなかった。しかし、本発明である実施例の電
池の形状は全く変化が認められなかった。これは本発明
の電池に含まれる電解液が低沸点であるジメトキシエタ
ンを含まないためであると考えられる。通常ジメトキシ
エタンを含まない、あるいは低粘度溶媒を含まない場合
には低温下での特性は期待できないが、上述の様に低温
特性が優れており、かつ高温下での形状が保てるのは本
発明の効果を奏するものである。From Table 1, it was impossible to maintain the original shape of the conventional battery using dimethoxyethane because the current collector was lifted in the thickness direction by the vaporized gas of the electrolytic solution inside. However, no change was observed in the shape of the batteries of the examples of the present invention. It is considered that this is because the electrolytic solution contained in the battery of the present invention does not contain dimethoxyethane having a low boiling point. Usually, when dimethoxyethane is not contained, or when a low-viscosity solvent is not contained, properties at low temperatures cannot be expected, but as described above, the low-temperature properties are excellent, and the shape at high temperatures can be maintained by the present invention. The effect of.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上の説明から明かなように、低沸点で
ある電解質溶媒を含まないことから本発明における電池
は高温下においても電解質溶媒の気化が顕著に起こらな
いことから高温下における電池形状が維持可能となる。
また、低温電池特性においても本発明に含まれる化学組
成式がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である分子内にエス
テル結合を有する物質を電解質内に一種以上含むことに
よって性能向上が可能となる。これらのことから、電池
の性能を向上させることができるという効果を奏する。As is clear from the above description, since the battery of the present invention does not contain an electrolyte solvent having a low boiling point, vaporization of the electrolyte solvent does not occur remarkably even at high temperatures. Can be maintained.
Also in the low-temperature battery characteristics, the chemical composition formula contained in the present invention is C n H 2n O 2 and the performance is improved by including at least one substance having an ester bond in the molecule with n = 6 to 8 in the electrolyte. Is possible. From these things, there is an effect that the performance of the battery can be improved.
【図１】本発明の薄形電池の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin battery of the present invention.
【図２】本発明、比較例の薄形電池の-20 ℃での放電曲
線を示したグラフである。FIG. 2 is a graph showing a discharge curve at -20 ° C. of the thin batteries of the present invention and a comparative example.
Claims (4)
はリチウムをドープできる化合物からなる負極と、セパ
レーターと電解質を用いる薄形電池において、該電解質
に一種以上の環状エステル又は／及び環状炭酸エステル
を第一成分として含み、且つ第二成分として化学組成式
がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である分子内にエステル
結合を有する物質を一種以上を含むことを特徴とする薄
形電池。1. A thin battery using a positive electrode, a negative electrode composed of a lithium metal, a lithium alloy or a compound capable of being doped with lithium, a separator and an electrolyte, wherein the electrolyte contains at least one cyclic ester or / and cyclic carbonate ester. It includes as a component, and the second chemical composition formula is at C n H 2n O 2 as components, thin battery which comprises one or more substances having an ester bond in the molecule is n = 6-8 .
はリチウムをドープできる化合物からなる負極と、電解
質層として固体電解質を用いる薄形電池において、該固
体電解質の可塑剤として一種以上の環状エステル又は／
及び環状炭酸エステルを第一成分として含み、且つ可塑
剤の第二成分として化学組成式がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝
６〜８である物質を一種以上を含むことを特徴とする薄
形電池。2. A thin battery using a positive electrode, a negative electrode composed of a lithium metal, a lithium alloy or a compound capable of being doped with lithium, and a solid electrolyte as an electrolyte layer, wherein at least one cyclic ester or / a plasticizer for the solid electrolyte is used.
And a cyclic carbonic acid ester as a first component, and a chemical composition formula of C n H 2n O 2 as a second component of the plasticizer, where n =
A thin battery comprising one or more of substances 6 to 8.
テル又は／及び環状炭酸エステルと第二成分である化学
組成式がＣn Ｈ2nＯ2 で、ｎ＝６〜８である物質の一種
以上の比率が、５：９５〜９５：５の範囲である請求項
１又は２記載の薄形電池。3. One or more of the above-mentioned first component, which is one or more cyclic ester or / and cyclic carbonic acid ester, and the second component, whose chemical composition formula is C n H 2n O 2 and n = 6-8. The thin battery according to claim 1 or 2, wherein the ratio is in the range of 5:95 to 95: 5.
６〜８である物質がアセテート化合物である請求項１内
至３記載の薄形電池。4. The chemical composition formula is C n H 2n O 2 , and n =
The thin battery according to claim 1, wherein the substance of 6 to 8 is an acetate compound.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32347094A JP3427862B2 (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Thin battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32347094A JP3427862B2 (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Thin battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08180900A true JPH08180900A (en) | 1996-07-12 |
| JP3427862B2 JP3427862B2 (en) | 2003-07-22 |
Family
ID=18155051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32347094A Expired - Fee Related JP3427862B2 (en) | 1994-12-27 | 1994-12-27 | Thin battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3427862B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5107906A (en) * | 1989-10-02 | 1992-04-28 | Swenson Paul F | System for fast-filling compressed natural gas powered vehicles |
| JP2008536262A (en) * | 2005-03-22 | 2008-09-04 | シン バッテリー テクノロジーズ，インク． | Printable thin electrochemical cell using image frame and method for producing the same |
-
1994
- 1994-12-27 JP JP32347094A patent/JP3427862B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5107906A (en) * | 1989-10-02 | 1992-04-28 | Swenson Paul F | System for fast-filling compressed natural gas powered vehicles |
| JP2008536262A (en) * | 2005-03-22 | 2008-09-04 | シン バッテリー テクノロジーズ，インク． | Printable thin electrochemical cell using image frame and method for producing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3427862B2 (en) | 2003-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4064492B2 (en) | Electrochemical cell and method for reducing its voltage delay | |
| US20040043299A1 (en) | Electrolyte | |
| US6558850B2 (en) | Method of fabricating an electrolytic cell employing a solid polymer electrolyte | |
| HU219058B (en) | Electro-chemical cell | |
| EP1229603A1 (en) | Lithium cell | |
| JP2007258067A (en) | Nonaqueous electrolyte battery | |
| US7229719B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP3143674B2 (en) | Polycarbonate electrolyte and polymer lithium battery containing the same | |
| JP2001167629A (en) | Gel electolyte, battery and electrochromic element | |
| JP2001243951A (en) | Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary battery and battery using the same | |
| EP1146587B1 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same | |
| JP3427862B2 (en) | Thin battery | |
| JP4265169B2 (en) | Secondary battery electrolyte and secondary battery using the same | |
| JP3396990B2 (en) | Organic electrolyte secondary battery | |
| JPH08250153A (en) | Thin battery | |
| JPH1012243A (en) | Lithium secondary battery | |
| JP4666540B2 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JPH1167272A (en) | Lithium battery | |
| JP2002056889A (en) | Electrolyte for battery | |
| JPS63136408A (en) | Lithium ion conducting polymer electrolyte | |
| JP3181902B2 (en) | Polyphosphazene-based electrolyte and use thereof | |
| JPH0831319B2 (en) | Lithium ion conductive polymer electrolyte | |
| JPS6229070A (en) | Nonaqueous electrolyte battery | |
| JP2001217004A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP5771076B2 (en) | Coin type non-aqueous electrolyte secondary battery |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R371 | Transfer withdrawn |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100516 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |