JPH0864239A - 非水電解液電池 - Google Patents

非水電解液電池

Info

Publication number
JPH0864239A
JPH0864239A JP6225925A JP22592594A JPH0864239A JP H0864239 A JPH0864239 A JP H0864239A JP 6225925 A JP6225925 A JP 6225925A JP 22592594 A JP22592594 A JP 22592594A JP H0864239 A JPH0864239 A JP H0864239A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous electrolyte
lithium
negative electrode
nonaqueous electrolyte
mixed solvent
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.)
Pending
Application number
JP6225925A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshihiro Shoji
良浩 小路
Mayumi Uehara
真弓 上原
Koji Nishio
晃治 西尾
Toshihiko Saito
俊彦 斎藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP6225925A priority Critical patent/JPH0864239A/ja
Publication of JPH0864239A publication Critical patent/JPH0864239A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】正極と、リチウムを活物質とする負極と、非水
電解液と、セパレータとを備えた非水電解液電池におい
て、前記非水電解液として、実質的にエチレンカーボネ
ートと、ジエチルカーボネート及び/又はジメチルカー
ボネートとからなる混合溶媒に、トリフルオロメタンス
ルホン酸リチウムを溶かしてなる溶液が使用されてい
る。 【効果】非水電解液が特定の混合溶媒及び特定の溶質か
らなるので、負極の表面に被膜が形成されにくく、負極
の表面と非水電解液との界面の抵抗が小さい。このた
め、本発明電池は、低温でも大電流を取り出すことが可
能であり、低温での放電容量が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リチウムを活物質とす
る負極を備えた非水電解液電池に係わり、詳しくは低温
特性を向上させることを目的とした非水電解液の改良に
関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
リチウムを活物質とする負極を備えた非水電解液電池の
非水電解液としては、例えばプロピレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン、スルホラン等の比較的沸点の高い
溶媒(高沸点溶媒)と、1,2−ジメトキシエタン、テ
トラヒドロフラン等の比較的沸点の低い溶媒(低沸点溶
媒)との混合溶媒にLiPF6 、LiClO4 等の溶質
を溶かしたものが使用されている。
【0003】しかしながら、これらの従来の非水電解液
は負極と反応して負極の表面に被膜を形成し易いため
に、負極と非水電解液との界面の抵抗が大きい。このた
め、低温では大電流を取り出しにくくなり、それゆえ低
温での放電容量が小さいという問題があった。
【0004】そこで、この問題を解決するべく鋭意研究
した結果、本発明者らは、特定の溶媒及び溶質からなる
非水電解液を使用すると、低温での放電容量が著しく増
大することを見出した。
【0005】本発明は、かかる知見に基づきなされたも
のであって、その目的とするところは、非水電解液がリ
チウムを活物質とする負極と反応しにくいために、低温
特性に優れる非水電解液電池を提供するにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る非水電解液電池(以下、「本発明電池」
と称する。)は、正極と、リチウムを活物質とする負極
と、非水電解液と、セパレータとを備えた非水電解液電
池において、前記非水電解液が、実質的にエチレンカー
ボネートと、ジエチルカーボネート及び/又はジメチル
カーボネートとからなる混合溶媒に、トリフルオロメタ
ンスルホン酸リチウム(LiCF3 SO3 )を溶かして
なる溶液であることを特徴とするものである。
【0007】本発明における非水電解液としては、エチ
レンカーボネート10〜90体積%と、ジエチルカーボ
ネート及び/又はジメチルカーボネート90〜10体積
%とからなる混合溶媒に、トリフルオロメタンスルホン
酸リチウムを溶かしてなる溶液が好ましい。混合溶媒の
両成分の体積比率が上記範囲を外れると、低温での放電
容量が小さくなる。
【0008】本発明におけるリチウムを活物質とする負
極としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが
可能な物質又は金属リチウムを負極材料とするものが例
示される。リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可
能な物質としては、Li−Al合金、Li−Sn合金、
Li−Pb合金等のリチウム合金;Fe2 3 、Nb2
3 、WO3 等の金属酸化物;黒鉛、コークス等の炭素
材料が例示される。
【0009】本発明は、負極と非水電解液との界面の抵
抗を減少させるべく、リチウムを活物質とする負極と反
応しにくい非水電解液を使用した点に最大の特徴を有す
る。それゆえ、負極材料及び非水電解液以外の電池を構
成する他の部材については特に制限されない。
【0010】例えば、本発明における正極材料として
は、非水電解液電池用として従来公知の種々の物質を使
用することができる。正極材料の具体例としては、二酸
化マンガン;リチウム含有マンガン酸化物;リチウム含
有ニッケル酸化物;リチウム含有コバルト酸化物;マン
ガン、ニッケル及びコバルトの2種以上を含有するリチ
ウム含有金属複合酸化物が挙げられる。
【0011】
【作用】非水電解液として、実質的にエチレンカーボネ
ートとジエチルカーボネート及び/又はジメチルカーボ
ネートとからなる混合溶媒に、トリフルオロメタンスル
ホン酸リチウムを溶かしてなる溶液が使用されているの
で、理由は定かでないが、非水電解液と負極との反応が
抑制され、負極の表面に被膜(反応生成物)が形成され
にくい。このため、負極の表面と非水電解液との界面の
抵抗が小さく、低温においても大電流を取り出すことが
可能になる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。
【0013】〔正極の作製〕正極活物質としての二酸化
マンガン(MnO2 )と、導電剤としての炭素粉末と、
結着剤としてのフッ素樹脂とを、重量比率80:10:
10で混合して正極合剤を得た。この正極合剤を正極集
電体に貼りつけた後、加圧成形して、円板状の正極を作
製した。正極集電体として、ステンレス鋼板(SUS3
04)を使用した。
【0014】〔負極の作製〕リチウム圧延板を所定寸法
に打ち抜いて円板状のリチウム金属板からなる負極を作
製した。負極集電体として、ステンレス鋼板(SUS3
04)を使用した。
【0015】〔電解液の調製〕表1に示す種々の等体積
混合溶媒に、表1に示す種々の溶質を1モル/リットル
の割合で溶かして、18種の非水電解液を調製した。
【0016】〔電池の作製〕以上の正負両極及び電解液
を用いて、非水電解液のみが異なる18種の非水電解液
電池A1,A2(本発明電池)及びB1〜B16(比較
電池)を作製した(電池寸法:直径:20mm;厚さ:
2.5mm)。セパレータとして、イオン透過性を有す
るポリプロピレン製の微孔性薄膜を用い、これに先に述
べた非水電解液を含浸させた。
【0017】図1は作製した非水電解液電池を模式的に
示す断面図であり、図示の非水電解液電池Aは、正極
1、負極2、これら両電極を離間するセパレータ3、正
極缶4、負極缶5、正極集電体6、負極集電体7及びポ
リプロピレン製の絶縁パッキング8などからなる。正極
1及び負極2は、非水電解液を含浸したセパレータ3を
介して対向して正負両極缶4、5が形成する電池ケース
内に収容されており、正極1は正極集電体6を介して正
極缶4に、また負極2は負極集電体7を介して負極缶5
に接続され、電池内部で生じた化学エネルギーを正極缶
4及び負極缶5の両端子から電気エネルギーとして外部
へ取り出し得るようになっている。
【0018】〔各電池の低温放電特性〕各電池につい
て、−20°Cで5kΩの定抵抗放電を行い、放電終止
電圧2.0Vまで放電したときの放電容量を求めた。結
果を表1に示す。
【0019】
【表1】
【0020】表1に示すように、本発明電池A1,A2
は低温での放電容量が110mAh以上と大きいのに対
して、比較電池B1〜B16は同放電容量が極めて小さ
い。このことから、溶媒として、エチレンカーボネート
(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)及び/又
はジメチルカーボネート(DMC)との混合溶媒を、ま
た溶質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウムを
使用することにより、低温での放電特性が大幅に改善さ
れることが分かる。
【0021】〔混合溶媒中のエチレンカーボネートの比
率と低温放電特性の関係〕エチレンカーボネート、ジエ
チルカーボネート、又は、これらを種々の比率で混合し
て得た混合溶媒に、トリフルオロメタンスルホン酸リチ
ウムを1モル/リットルの割合で溶かして非水電解液を
調製した。次いで、これらの各非水電解液を使用したこ
と以外は先の製造例と同様にして、9種の非水電解液電
池を組み立てた。
【0022】また、エチレンカーボネート、ジメチルカ
ーボネート、又は、これらを種々の比率で混合して得た
混合溶媒に、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを
1モル/リットルの割合で溶かして非水電解液を調製し
た。次いで、これらの各非水電解液を使用したこと以外
は先の製造例と同様にして、9種の非水電解液電池を組
み立てた。
【0023】さらに、エチレンカーボネート、ジエチル
カーボネート、ジメチルカーボネート、又は、これらを
種々の比率で混合して得た混合溶媒に、トリフルオロメ
タンスルホン酸リチウムを1モル/リットルの割合で溶
かして非水電解液を調製した。次いで、これらの各非水
電解液を使用したこと以外は先の製造例と同様にして、
21種の非水電解液電池を組み立てた。
【0024】各電池について、−20°Cで5kΩの定
抵抗放電を行い、放電終止電圧2.0Vまで放電したと
きの放電容量を求めた。結果を図2、図3又は図4に示
す。
【0025】図2及び図3は、混合溶媒中のエチレンカ
ーボネートの比率と低温での放電容量の関係を、縦軸に
放電容量(mAh)を、また横軸に下式で算出される混
合溶媒中のエチレンカーボネートの比率(体積%)をと
って示したグラフである。
【0026】混合溶媒中のエチレンカーボネートの比率
(体積%)={エチレンカーボネートの体積/(エチレ
ンカーボネートの体積+ジエチルカーボネート又はジメ
チルカーボネートの体積)}×100
【0027】図2及び図3より、混合溶媒中のエチレン
カーボネートの好適な比率は、10〜90体積%、より
好適な比率は30〜70体積%であることが分かる。
【0028】また、図4は、エチレンカーボネートとジ
エチルカーボネートとジメチルカーボネートとの混合溶
媒の組成を三角図にプロットし、その比、EC:DE
C:DMCを括弧内に示したものである。図4において
各混合溶媒の組成は、プロットした各点から線分AB、
BC及びCAに平行線を引いたときの、線分AB、BC
及びCAとの交点で表される。各電池の低温での放電容
量(mAh)を図4中に示す。
【0029】図4より、エチレンカーボネートとジエチ
ルカーボネート又はジメチルカーボネートとの2成分系
の混合溶媒を用いた場合はもとより、これら3成分を全
て用いた3成分系の混合溶媒を用いた場合においても、
混合溶媒中のエチレンカーボネートの比率は10〜90
体積%(図4中に斜線を施した部分)とすることが好ま
しいことが分かる。
【0030】叙上の実施例では本発明を扁平型の非水電
解液電池に適用する場合を例にして説明したが、電池の
形状に特に制限はなく、本発明は円筒型、角型等、種々
の形状の非水電解液電池に適用し得るものである。
【0031】
【発明の効果】非水電解液が特定の混合溶媒及び特定の
溶質からなるので、負極の表面に被膜が形成されにく
く、負極の表面と非水電解液との界面の抵抗が小さい。
このため、本発明電池は、低温でも大電流を取り出すこ
とが可能であり、低温での放電容量が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で作製した扁平型の非水電解液電池の断
面図である。
【図2】混合溶媒中のエチレンカーボネートの比率と低
温での放電容量の関係を示すグラフである。
【図3】混合溶媒中のエチレンカーボネートの比率と低
温での放電容量の関係を示すグラフである。
【図4】混合溶媒中の各溶媒の比率と低温での放電容量
の関係を示した三角図である。
【符号の説明】
A 非水電解液電池 1 正極 2 負極 3 セパレータ
フロントページの続き (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極と、リチウムを活物質とする負極と、
    非水電解液と、セパレータとを備えた非水電解液電池に
    おいて、前記非水電解液が、実質的にエチレンカーボネ
    ートと、ジエチルカーボネート及び/又はジメチルカー
    ボネートとからなる混合溶媒に、トリフルオロメタンス
    ルホン酸リチウムを溶かしてなる溶液であることを特徴
    とする非水電解液電池。
  2. 【請求項2】前記非水電解液が、実質的にエチレンカー
    ボネート10〜90体積%と、ジエチルカーボネート及
    び/又はジメチルカーボネート90〜10体積%とから
    なる混合溶媒に、トリフルオロメタンスルホン酸リチウ
    ムを溶かしてなる溶液である請求項1記載の非水電解液
    電池。
  3. 【請求項3】前記リチウムを活物質とする負極が、金属
    リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出することが
    可能な物質を電極材料とするものである請求項1又は2
    記載の非水電解液電池。
JP6225925A 1994-08-25 1994-08-25 非水電解液電池 Pending JPH0864239A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6225925A JPH0864239A (ja) 1994-08-25 1994-08-25 非水電解液電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6225925A JPH0864239A (ja) 1994-08-25 1994-08-25 非水電解液電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0864239A true JPH0864239A (ja) 1996-03-08

Family

ID=16837046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6225925A Pending JPH0864239A (ja) 1994-08-25 1994-08-25 非水電解液電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0864239A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6432585B1 (en) 1997-01-28 2002-08-13 Canon Kabushiki Kaisha Electrode structural body, rechargeable battery provided with said electrode structural body, and rechargeable battery
US6730434B1 (en) 1998-09-18 2004-05-04 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for anode of rechargeable lithium battery, electrode structural body using said electrode material, rechargeable lithium battery using said electrode structural body, process for producing said electrode structural body, and process for producing said rechargeable lithium battery
US6835332B2 (en) 2000-03-13 2004-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing an electrode material for a rechargeable lithium battery, an electrode structural body for a rechargeable lithium battery, process for producing said electrode structural body, a rechargeable lithium battery in which said electrode structural body is used, and a process for producing said rechargeable lithium battery
US6949312B1 (en) 1998-09-18 2005-09-27 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for anode of rechargeable lithium battery, electrode structural body using said electrode material, rechargeable lithium battery using said electrode structural body, process for producing said electrode structural body, and process for producing said rechargeable lithium battery

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6432585B1 (en) 1997-01-28 2002-08-13 Canon Kabushiki Kaisha Electrode structural body, rechargeable battery provided with said electrode structural body, and rechargeable battery
US6730434B1 (en) 1998-09-18 2004-05-04 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for anode of rechargeable lithium battery, electrode structural body using said electrode material, rechargeable lithium battery using said electrode structural body, process for producing said electrode structural body, and process for producing said rechargeable lithium battery
US6949312B1 (en) 1998-09-18 2005-09-27 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for anode of rechargeable lithium battery, electrode structural body using said electrode material, rechargeable lithium battery using said electrode structural body, process for producing said electrode structural body, and process for producing said rechargeable lithium battery
US7183018B2 (en) 1998-09-18 2007-02-27 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for anode of rechargeable lithium battery, electrode structural body using said electrode material, rechargeable lithium battery using said electrode structural body, process for producing said electrode structural body, and process for producing said rechargeable lithium battery
US7534528B2 (en) 1998-09-18 2009-05-19 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material for anode of rechargeable lithium battery, electrode structural body using said electrode material, rechargeable lithium battery using said electrode structural body, process for producing said electrode structural body, and process for producing said rechargeable lithium battery
EP2219253A2 (en) 1998-09-18 2010-08-18 Canon Kabushiki Kaisha Electrode material
US6835332B2 (en) 2000-03-13 2004-12-28 Canon Kabushiki Kaisha Process for producing an electrode material for a rechargeable lithium battery, an electrode structural body for a rechargeable lithium battery, process for producing said electrode structural body, a rechargeable lithium battery in which said electrode structural body is used, and a process for producing said rechargeable lithium battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3600051B2 (ja) リチウム二次電池
JP3167513B2 (ja) 非水電解液電池
EP1022797A1 (en) Polymer electrolyte battery and polymer electrolyte
JP2000156229A (ja) 非水電解質リチウム二次電池
JPH0864240A (ja) 非水電解液電池
JP3197779B2 (ja) リチウム電池
JP3574072B2 (ja) ゲル状高分子電解質リチウム二次電池
JP3426689B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP3717544B2 (ja) リチウム二次電池
JPH09213348A (ja) 非水系電解液電池
JPH10199510A (ja) リチウム電池用負極及びリチウム電池
JPH09147863A (ja) 非水電解質電池
JP4248258B2 (ja) リチウム二次電池
JP2007042440A (ja) リチウム二次電池
JP3462764B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP2001307709A (ja) 非水電解質電池及びその製造方法
JP3268924B2 (ja) 非水電解質電池
JPH08171936A (ja) リチウム二次電池
JPH0864239A (ja) 非水電解液電池
JPH06111820A (ja) 非水系電池
JPH08171934A (ja) リチウム二次電池
JP4190188B2 (ja) リチウム二次電池
US6696200B1 (en) Lithium battery with boron-containing electrode
JPH08180875A (ja) リチウム二次電池
JPH07226206A (ja) 非水電解質二次電池