JPH0927328A - 非水電池 - Google Patents

非水電池

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JPH0927328A
JPH0927328A JP7173199A JP17319995A JPH0927328A JP H0927328 A JPH0927328 A JP H0927328A JP 7173199 A JP7173199 A JP 7173199A JP 17319995 A JP17319995 A JP 17319995A JP H0927328 A JPH0927328 A JP H0927328A
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JP
Japan
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battery
separator
aqueous
weight
general formula
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JP7173199A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Akutsu
光男 阿久津
Naohiro Kubota
直宏 久保田
Nobuya Mashita
伸弥 真下
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Adeka Corp
Original Assignee
Asahi Denka Kogyo KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 セパレーターに対する非水電解液の含浸性に
優れ、電池容量および電池電圧が大きく、しかも、性能
にバラツキのない非水電池を提供すること。 【解決手段】 構成要素として、少なくとも正極、負
極、セパレーターおよび非水電解液を有する電池であっ
て、該非水電解液が下記〔化1〕の一般式 (I)で表さ
れる化合物の少なくとも一種を0.01〜10重量%含
有することを特徴とする非水電池。 【化1】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、セパレーターに対
する非水電解液の含浸性に優れ、電池容量が大きく、か
つ、電池電圧の大きい非水電池に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
一次電池および二次電池は小型、高容量化が望まれてお
り、正極活物質、負極活物質、電解液、電池構造等の種
々の観点から小型、高容量化のための検討が行われてい
る。
【0003】このような電池の小型、高容量化を達成す
るためにはセパレーターの選択も重要であり、電池に対
するセパレーターの体積はセパレーターの厚さに比例す
るため、セパレーターの厚さをできるだけ薄くすること
が望まれる。
【0004】従来セパレーターとして用いられていた
紙、織布、ガラスマット等は強度、短絡防止等の問題か
ら一定以上の厚さが必要であり、電池の小型化を達成す
る上で大きな障害となっていた。
【0005】このため、セパレーターとしてポリエチレ
ン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂製の不織布や多孔
膜を用いることが提案されている。セパレーターの材質
を熱可塑性樹脂とすることにより強度および短絡防止効
果が大きくなり、セパレーターの厚さを薄くしても充分
に実用に耐えうる特性を有しているため、電池の小型化
のためには必須の存在となっている。
【0006】しかしながら、熱可塑性樹脂製のセパレー
ターには非水電解液の含浸性に劣る欠点があり、特に、
高電圧に耐える特性を有しているエチレンカーボネー
ト、プロピレンカーボネート等の炭酸エステル化合物、
γ−ブチロラクトン等の環状エステル化合物等を溶媒と
した非水電解液を用いた場合にこの欠点が顕著に現れる
ため、非水電解液の含浸工程が複雑になるという製造工
程上の問題があるばかりでなく、非水電解液の含浸不良
による電池性能のバラツキ等の問題もあった。
【0007】このため、非水電解液に界面活性剤を添加
して非水電解液のセパレーターに対するヌレ性を改善し
ようとする試みもなされているが、この場合には電池性
能に与える悪影響が大きく、実用上は満足できるもので
はなかった。このため、特開平2−244565号公報
には、このような悪影響を及ぼさない添加剤として、有
機ホスフェート、有機ホスファイトまたは有機ホスホネ
ート化合物から選ばれた含リン化合物を非水電解液に添
加することが提案されているが、このような含リン化合
物を非水電解液に添加した場合のヌレ性の改善効果は未
だ不十分であった。しかも、含リン化合物を多量に添加
した場合には、非水電解液の特性に悪影響を及ぼすばか
りでなく、含リン化合物がセパレーター表面に堆積して
空隙を閉塞してしまう場合すらあり、電池性能にバラツ
キが大きく実用上は満足しえるものではなかった。
【0008】このため、熱可塑性樹脂製のセパレーター
を用いた場合に、電池の特性に悪影響を及ぼすことなく
非水電解液の含浸性を改善することが強く望まれてい
た。
【0009】従って、本発明の目的は、セパレーターに
対する非水電解液の含浸性に優れ、電池容量および電池
電圧が大きく、しかも、性能にバラツキのない非水電池
を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々検討
を重ねた結果、特定の化合物を非水電解液に添加するこ
とにより、上記目的が達成されることを知見した。
【0011】本発明は、上記知見に基づいてなされたも
ので、構成要素として、少なくとも正極、負極、セパレ
ーターおよび非水電解液を有する電池であって、該非水
電解液が下記〔化2〕(前記〔化1〕と同じ)の一般式
(I)で表される化合物の少なくとも一種を0.01〜
10重量%含有することを特徴とする非水電池を提供す
るものである。
【0012】
【化2】
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の非水電池について
詳述する。本発明において用いられる上記一般式(I)
で表される化合物において、該一般式(I)中のR1およ
びR2で示される炭素原子数1〜30のアルキル基として
は、例えば、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキ
シル、ヘプチル、オクチル、イソオクチル、2−エチル
ヘキシル、イソノニル、デシル、イソデシル、ウンデシ
ル、ラウリル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、
イソステアリル、ドコシル、ベヘニル、トリアコンチル
等の直鎖または分岐のアルキル基があげられる。
【0014】また、上記一般式(I)中のR1で示される
アルキル基置換フェニル基としては、ドデシルフェニ
ル、オクタデシルフェニル等があげられる。
【0015】従って、本発明において用いられる上記一
般式(I)で表される化合物としては、具体的には以下
の化合物No.1〜No.7が例示される。しかし、本発明はこ
れらの化合物になんら制限されるものではない。
【0016】
【化3】
【0017】
【化4】
【0018】
【化5】
【0019】
【化6】
【0020】
【化7】
【0021】
【化8】
【0022】
【化9】
【0023】本発明において用いられる上記一般式
(I)で表される化合物の添加量は、非水電解液中、
0.01〜10重量%であり、特に0.05〜5重量
%、とりわけ0.2〜3重量%が好ましい。上記添加量
が0.01重量%未満では添加による効果がほとんど認
められず、また、10重量%を超えて添加しても添加量
に見合うだけの効果の向上が認められず経済的に不利に
なる。
【0024】本発明において用いられる上記一般式
(I)で表される化合物の合成方法としては、とくに限
定されるものではなく、通常用いられるカルボン酸エス
テルの合成法およびスルホン酸エステルの合成法のいず
れでもよい。
【0025】また、本発明の非水電池におけるその他の
構成要件、即ち正極、負極、非水電解液(電解質および
溶媒)、セパレーター等については特に制限を受けず、
従来、非水電池に用いられている種々の材料をそのまま
使用することができる。
【0026】例えば、正極を構成する正極活物質として
は、TiS2、TiS3、MoS3、FeS2、Li(1 -x) MnO2、Li(1-x)
CoO2、Li(1-x) NiO2、V2O5、V6O13 等があげられ、負極
を構成する負極活物質としては、リチウム、リチウム合
金、炭素質材料, 導電性ポリマー等があげられる。な
お、正極活物質の例示におけるxは0〜1の数を示す。
【0027】また、非水電解液の電解質としては、LiCl
O4、LiBF4 、LiAsF6、CF3SO3Li、LiPF6 、LiI 、LiAlCl
4 、NaClO4、NaBF4 、NaI 等があげられる。
【0028】また、非水電解液に用いられる溶媒として
は、エーテル化合物、ケトン化合物、ニトリル化合物、
ハロゲン化炭化水素化合物、カーボネート化合物、環状
エステル化合物、スルホラン化合物等があげられ、具体
的には、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロ
フラン、1,4−ジオキサン、アニソール、モノグライ
ム、4−メチル−2−ペンタノン、アセトニトリル、プ
ロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベ
ンゾニトリル、1,2−ジクロロエタン、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート、エチレングリコー
ルジメチルカーボネート、プロピレングリコールジメチ
ルカーボネート、エチレングリコールジエチルカーボネ
ート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ス
ルホラン、3−メチルスルホラン、メチルフォルメー
ト、ジメチルホルムアミド、ジメチルチオホルムアミ
ド、ジメチルスルホキシド等があげられ、また、これら
の複数の混合物であってもよい。
【0029】また、セパレーターとしては、熱可塑性樹
脂製セパレーターを用いるのが好ましい。この熱可塑性
樹脂製セパレーターの製造に用いられる熱可塑性樹脂と
しては、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチ
レン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リブテン−1、ポリ−3−メチルペンテン、エチレン−
プロピレン共重合体等のポリオレフィン、ポリテトラフ
ルオロエチレン等のフッ素系樹脂、ポリスチレン、ポリ
メチルメタクリレート、ポリジメチルシロキサン等およ
びこれらの混合物があげられるが、特に、ポリオレフィ
ンが成形加工性、耐薬品性、機械的強度などの観点から
好ましい。
【0030】また、上記の熱可塑性樹脂製セパレーター
は、短絡による発熱による電池内容物の噴出または爆発
を防止するために、低融点熱可塑性樹脂製膜と高融点熱
可塑性樹脂製膜あるいは不織布とを積層させたものなど
の複層構造であってもよい。
【0031】上記構成からなる本発明の非水電池は、一
次または二次電池として使用することができ、また、そ
の形状には特に制限を受けず、偏平型(ボタン型)、円
筒型、角型等、種々の形状の電池として使用できる。
【0032】
【実施例】以下、実施例によって本発明をさらに詳細に
説明する。しかしながら、本発明は下記の実施例によっ
て制限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できる。
【0033】実施例1 BET比表面積11m2/g、真密度2.13g/cm3
ニードルコークスをボールミルで平均粒径10μに粉砕
し、この粉末1重量部およびポリアクリロニトリルの4
%ジメチルホルムアミド溶液1重量部を混合した後、厚
さ10μの銅箔の両面に75μの膜厚に製膜することに
より負極を製造した。
【0034】また、LiCoO2をボールミルで平均粒径3μ
に粉砕した後、この粉末1重量部に、グラファイト0.
05重量部、アセチレンブラック0.05重量部、およ
びポリフッ化ビニリデンの2%ジメチルホルムアミド溶
液1重量部を混合し、厚さ15μのアルミ箔の両面に1
00μの膜厚に製膜することにより正極を製造した。
【0035】ポリエチレンから製造された不織布(厚さ
150μ、糸径3μ)をセパレーターとし、上記の正極
および負極を用いて円筒型の電池を組み立てた。そし
て、この電池に、電解液として、1M濃度のLiPF6 のプ
ロピレンカーボネート/エチレンカーボネート(1:1
容積)溶液にセパレーターとの親和性改善剤として化合
物No.2を2重量%添加した非水電解液を常圧含浸法によ
り注入し、本発明の非水電池を得た。
【0036】この非水電池100個を用い、1A、4.
2Vの定電流/定電圧モードで5時間充電した後、1A
定電流で2.7Vまで放電したときの放電容量を下記
〔表1〕に示した。また、平均値より20%以上放電容
量の少ない電池の個数をバラツキとして下記〔表1〕に
示した。また、非水電解液とセパレーターとのヌレ性を
接触角により評価し、下記〔表1〕に示した。
【0037】実施例2〜8および比較例1〜3 下記〔表1〕に示した親和性改善剤を用いた他は実施例
1と同様にして非水電池を作成し、実施例1と同様の試
験を行った。その結果を下記〔表1〕に示した。
【0038】
【表1】
【0039】実施例9 二酸化マンガン粉末90重量部、グラファイト5重量部
およびポリテトラフルオロエチレン5重量部を混練した
正極結合剤を、端部にリードタブとしてニッケル板がス
ポット溶接してある250メッシュのステンレス網上に
塗布し、厚さ0.5mmの正極シートを製造した。
【0040】厚さ0.2mmのリチウム箔にリードタブと
してステンレス網を圧着して負極を製造した。
【0041】ポリプロピレンから製造された微多孔膜
(厚さ50μ、平均孔径0.4μ)をセパレーターと
し、上記の正極シートおよび負極を用いて円筒型の電池
を組み立てた。そして、この電池に、電解液として、1
M濃度の過塩素酸リチウムのプロピレンカーボネート溶
液に親和性改善剤として化合物No.1を2重量%添加した
非水電解液を常圧含浸法により注入し、本発明の非水電
池を得た。
【0042】この非水電池100個を用い、1A定電流
で1.5Vまで放電したときの放電容量を下記〔表2〕
に示した。また、平均値より20%以上放電容量の少な
い電池の個数をバラツキとして下記〔表2〕に示した。
【0043】実施例10〜15および比較例4〜6 下記〔表2〕に示した親和性改善剤を用いた他は実施例
9と同様にして電池を作成し、実施例9と同様の試験を
行った。その結果を下記〔表2〕に示した。
【0044】
【表2】
【0045】上記の〔表1〕および〔表2〕に示した結
果から明らかなように、一般式(I)で表される化合物
を含有する非水電解液を用いた場合(実施例1〜15)
には、電池容量が大きく、また、性能のバラツキもほと
んど認められないのに対し、親和性改善剤を含有しない
非水電解液を用いた場合(比較例1および4)には、電
池容量が著しく小さく、また、一般式(I)で表される
化合物以外の親和性改善剤を含有する非水電解液を用い
た場合(比較例2、3、5および6)には、電池容量は
改善されるものの、性能のバラツキが大きく、高品質の
非水電池を安定的に製造することができない。
【0046】
【発明の効果】本発明の非水電池は、セパレーターに対
する非水電解液の含浸性に優れ、電池容量および電池電
圧が大きく、しかも、性能にバラツキのないものであ
る。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 構成要素として、少なくとも正極、負
    極、セパレーターおよび非水電解液を有する電池であっ
    て、該非水電解液が下記〔化1〕の一般式 (I)で表さ
    れる化合物の少なくとも一種を0.01〜10重量%含
    有することを特徴とする非水電池。 【化1】
  2. 【請求項2】 上記一般式(I)で表される化合物が、
    該一般式(I)中のXがカルボニル基で、R2がメチル基
    である化合物である請求項1記載の非水電池。
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000173665A (ja) * 1998-12-10 2000-06-23 Mitsubishi Chemicals Corp リチウム二次電池
JP2002033119A (ja) * 2000-07-17 2002-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
US6436582B1 (en) * 1998-10-26 2002-08-20 Ube Industries, Ltd. Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
KR100458570B1 (ko) * 2002-03-27 2004-12-03 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP2009004235A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Aoi Electronics Co Ltd リチウム二次電池
WO2013058387A1 (ja) 2011-10-21 2013-04-25 三井化学株式会社 ホスホノスルホン酸化合物を含有する非水電解液、及びリチウム二次電池
WO2015092380A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-25 Oxis Energy Limited Electrolyte for a lithium-sulphur cell
WO2016104468A1 (ja) * 2014-12-24 2016-06-30 宇部興産株式会社 非水電解液及びそれを用いた蓄電デバイス
GB2505923B (en) * 2012-09-14 2017-09-20 De Montfort Univ A tensioning device
US9893387B2 (en) 2013-03-25 2018-02-13 Oxis Energy Limited Method of charging a lithium-sulphur cell
US9935343B2 (en) 2013-03-25 2018-04-03 Oxis Energy Limited Method of cycling a lithium-sulphur cell
US10020533B2 (en) 2013-08-15 2018-07-10 Oxis Energy Limited Laminated lithium-sulphur cell
US10038223B2 (en) 2013-03-25 2018-07-31 Oxis Energy Limited Method of charging a lithium-sulphur cell
US10461316B2 (en) 2012-02-17 2019-10-29 Oxis Energy Limited Reinforced metal foil electrode
US10811728B2 (en) 2014-05-30 2020-10-20 Oxis Energy Ltd. Lithium-sulphur cell

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6436582B1 (en) * 1998-10-26 2002-08-20 Ube Industries, Ltd. Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery using the same
JP2000173665A (ja) * 1998-12-10 2000-06-23 Mitsubishi Chemicals Corp リチウム二次電池
JP2002033119A (ja) * 2000-07-17 2002-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
KR100458570B1 (ko) * 2002-03-27 2004-12-03 삼성에스디아이 주식회사 리튬 이차 전지용 전해액 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP2009004235A (ja) * 2007-06-21 2009-01-08 Aoi Electronics Co Ltd リチウム二次電池
US9425484B2 (en) 2011-10-21 2016-08-23 Mitsui Chemicals, Inc. Non-aqueous electrolyte solution containing phosphonosulfonic acid compound, and lithium secondary battery
WO2013058387A1 (ja) 2011-10-21 2013-04-25 三井化学株式会社 ホスホノスルホン酸化合物を含有する非水電解液、及びリチウム二次電池
US10461316B2 (en) 2012-02-17 2019-10-29 Oxis Energy Limited Reinforced metal foil electrode
GB2505923B (en) * 2012-09-14 2017-09-20 De Montfort Univ A tensioning device
US9893387B2 (en) 2013-03-25 2018-02-13 Oxis Energy Limited Method of charging a lithium-sulphur cell
US10038223B2 (en) 2013-03-25 2018-07-31 Oxis Energy Limited Method of charging a lithium-sulphur cell
US9935343B2 (en) 2013-03-25 2018-04-03 Oxis Energy Limited Method of cycling a lithium-sulphur cell
US10020533B2 (en) 2013-08-15 2018-07-10 Oxis Energy Limited Laminated lithium-sulphur cell
US9899705B2 (en) 2013-12-17 2018-02-20 Oxis Energy Limited Electrolyte for a lithium-sulphur cell
WO2015092380A1 (en) * 2013-12-17 2015-06-25 Oxis Energy Limited Electrolyte for a lithium-sulphur cell
JP2017507451A (ja) * 2013-12-17 2017-03-16 オキシス エナジー リミテッド リチウム−硫黄電池の電解質
US10811728B2 (en) 2014-05-30 2020-10-20 Oxis Energy Ltd. Lithium-sulphur cell
JPWO2016104468A1 (ja) * 2014-12-24 2017-11-09 宇部興産株式会社 非水電解液及びそれを用いた蓄電デバイス
WO2016104468A1 (ja) * 2014-12-24 2016-06-30 宇部興産株式会社 非水電解液及びそれを用いた蓄電デバイス

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