JPH0963642A - リチウム二次電池 - Google Patents
リチウム二次電池Info
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- JPH0963642A JPH0963642A JP7218789A JP21878995A JPH0963642A JP H0963642 A JPH0963642 A JP H0963642A JP 7218789 A JP7218789 A JP 7218789A JP 21878995 A JP21878995 A JP 21878995A JP H0963642 A JPH0963642 A JP H0963642A
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- JP
- Japan
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- solvent
- carbonate
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- secondary battery
- lithium secondary
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電解質の溶媒のイオン導電率が低く、リチウ
ム二次電池の高率放電特性を十分に高められない。 【解決手段】 電解質の溶媒として、炭酸エチレンと炭
酸ジエチルと炭酸ジメチルとの混合物を用いる。そし
て、炭酸エチレンの溶媒に対する体積割合を２０〜４０
％とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する体積割合を１０〜
２０％とし、炭酸ジメチルの溶媒に対する体積割合を４
５〜６５％とする。または、炭酸エチレンの溶媒に対す
る体積割合を４０〜４５％とし、炭酸ジエチルの溶媒に
対する体積割合を５〜１２％とし、炭酸ジメチルの溶媒
に対する体積割合を４６〜５０％とする。
ム二次電池の高率放電特性を十分に高められない。 【解決手段】 電解質の溶媒として、炭酸エチレンと炭
酸ジエチルと炭酸ジメチルとの混合物を用いる。そし
て、炭酸エチレンの溶媒に対する体積割合を２０〜４０
％とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する体積割合を１０〜
２０％とし、炭酸ジメチルの溶媒に対する体積割合を４
５〜６５％とする。または、炭酸エチレンの溶媒に対す
る体積割合を４０〜４５％とし、炭酸ジエチルの溶媒に
対する体積割合を５〜１２％とし、炭酸ジメチルの溶媒
に対する体積割合を４６〜５０％とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウム二次電池に
関するものである。
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオンの吸蔵、放出が可能な炭
素材料を用いて負極材層を形成したリチウム二次電池
は、リチウムを用いて負極材層を形成したリチウム二次
電池に比べてデントライトの析出を抑制することができ
る。そのため、電池の短絡を防止して安全性を高められ
るという利点を有している。この種の電池としてリチウ
ム塩を溶媒に溶解させた非水電解液をセパレータに含浸
させたものを電解質層として用いたものがある。非水電
解液は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電
池に用いる水を含有する電解液に比べてイオン導電率が
低い。そこで、非水電解液を用いる電池では、高率放電
特性を高めるために、極板を薄くして、極板の表面積を
大きくしている。しかしながら、極板を薄くするには限
界があった。そこで、特開平５−２８３１０４号公報に
示すように、電解液の溶媒として、炭酸エチレン（Ｅ
Ｃ）と炭酸ジエチル（ＤＥＣ）と炭酸ジメチル（ＤＭ
Ｃ）との混合物を用い、炭酸エチレンの炭酸ジメチルと
の体積比を１：１とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する体
積割合を１０〜３３％とした二次電池が提案された。こ
の種の二次電池では、イオン導電率が高くなり、低温で
の放電容量を高くすることができる。
素材料を用いて負極材層を形成したリチウム二次電池
は、リチウムを用いて負極材層を形成したリチウム二次
電池に比べてデントライトの析出を抑制することができ
る。そのため、電池の短絡を防止して安全性を高められ
るという利点を有している。この種の電池としてリチウ
ム塩を溶媒に溶解させた非水電解液をセパレータに含浸
させたものを電解質層として用いたものがある。非水電
解液は、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電
池に用いる水を含有する電解液に比べてイオン導電率が
低い。そこで、非水電解液を用いる電池では、高率放電
特性を高めるために、極板を薄くして、極板の表面積を
大きくしている。しかしながら、極板を薄くするには限
界があった。そこで、特開平５−２８３１０４号公報に
示すように、電解液の溶媒として、炭酸エチレン（Ｅ
Ｃ）と炭酸ジエチル（ＤＥＣ）と炭酸ジメチル（ＤＭ
Ｃ）との混合物を用い、炭酸エチレンの炭酸ジメチルと
の体積比を１：１とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する体
積割合を１０〜３３％とした二次電池が提案された。こ
の種の二次電池では、イオン導電率が高くなり、低温で
の放電容量を高くすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
５−２８３１０４号公報に示す混合割合では、高率放電
特性を高めるには限界があった。
５−２８３１０４号公報に示す混合割合では、高率放電
特性を高めるには限界があった。
【０００４】本発明の目的は、電解質の溶媒のイオン導
電率が高く、高率放電特性の高いリチウム二次電池を提
供することにある。
電率が高く、高率放電特性の高いリチウム二次電池を提
供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、リチウムイオ
ンの吸蔵、放出が可能な炭素材料からなる負極材層とリ
チウム含有酸化物からなる正極材層とが非水電解液を含
有する電解質層を介して積層されて構成され、非水電解
液がリチウム塩が溶媒に溶解されたものからなり、溶媒
として、炭酸エチレンと炭酸ジエチルと炭酸ジメチルと
の混合物を用いるリチウム二次電池を対象にする。本発
明では、炭酸エチレンの溶媒に対する体積割合を２０〜
４０％とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する体積割合を１
０〜２０％とし、炭酸ジメチルの溶媒に対する体積割合
を４５〜６５％とする。
ンの吸蔵、放出が可能な炭素材料からなる負極材層とリ
チウム含有酸化物からなる正極材層とが非水電解液を含
有する電解質層を介して積層されて構成され、非水電解
液がリチウム塩が溶媒に溶解されたものからなり、溶媒
として、炭酸エチレンと炭酸ジエチルと炭酸ジメチルと
の混合物を用いるリチウム二次電池を対象にする。本発
明では、炭酸エチレンの溶媒に対する体積割合を２０〜
４０％とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する体積割合を１
０〜２０％とし、炭酸ジメチルの溶媒に対する体積割合
を４５〜６５％とする。
【０００６】または、炭酸エチレンの溶媒に対する体積
割合を４０〜４５％とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する
体積割合を５〜１２％とし、炭酸ジメチルの溶媒に対す
る体積割合を４６〜５０％とする。
割合を４０〜４５％とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する
体積割合を５〜１２％とし、炭酸ジメチルの溶媒に対す
る体積割合を４６〜５０％とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、試験に用いた実施例及び
比較例の円筒形リチウム二次電池の断面図である。本図
に示すように各電池は、負極１と正極２とがセパレータ
３を介して積層させるように巻回された極板群４が電池
ケース５内に収納されて構成されている。各電池は次の
ようにして作った。まず、日本黒鉛株式会社でＪＳＰの
製品名で製造された人造黒鉛粉末と、ポリフッ化ビニリ
デンからなるバインダとを重量比９０：１０で秤量した
ものに、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を加えて湿式
混合した。これを銅箔からなる負極集電体に両面塗布
し、１２０℃で３０分乾燥して負極１を作った。次に、
ＬｉＣｏＯ2 からなる正極活物質と黒鉛粉末からなる導
電助剤とポリフッ化ビニリデンからなるバインダとを重
量比８５：１０：５で秤量したものに、Ｎ−メチルピロ
リドン（ＮＭＰ）を加えて湿式混合した。これをアルミ
箔からなる正極集電体に両面塗布し、１２０℃で３０分
乾燥して正極２を作った。
比較例の円筒形リチウム二次電池の断面図である。本図
に示すように各電池は、負極１と正極２とがセパレータ
３を介して積層させるように巻回された極板群４が電池
ケース５内に収納されて構成されている。各電池は次の
ようにして作った。まず、日本黒鉛株式会社でＪＳＰの
製品名で製造された人造黒鉛粉末と、ポリフッ化ビニリ
デンからなるバインダとを重量比９０：１０で秤量した
ものに、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を加えて湿式
混合した。これを銅箔からなる負極集電体に両面塗布
し、１２０℃で３０分乾燥して負極１を作った。次に、
ＬｉＣｏＯ2 からなる正極活物質と黒鉛粉末からなる導
電助剤とポリフッ化ビニリデンからなるバインダとを重
量比８５：１０：５で秤量したものに、Ｎ−メチルピロ
リドン（ＮＭＰ）を加えて湿式混合した。これをアルミ
箔からなる正極集電体に両面塗布し、１２０℃で３０分
乾燥して正極２を作った。
【０００８】次に負極１と正極２とを２００℃で４時間
真空乾燥した。そして、ドライ雰囲気中で正極２、セパ
レータ３、負極１、セパレータ３…の順で、負極板１と
正極２とがセパレータ３を介して積層させるように巻回
して極板群４を作った。なおセパレータ３としては、ポ
リプロピレン製の微孔性フィルムを用いた。次に極板群
４を電池ケース５内に収納してから、正極２を電池ケー
ス５の蓋部に形成された正極端子６に超音波溶接により
接続し、負極１を電池ケース５に超音波溶接により接続
した。次に炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸ジエチル（ＤＥ
Ｃ）と炭酸ジメチル（ＤＭＣ）とが下記表１に示される
体積割合になるようにそれぞれアルゴン雰囲気中で混合
して溶媒を作り、これらの溶媒中に１ＭのＬｉＰＦ6 か
らなるリチウム塩をそれぞれ溶解して電解液を作った。
次に、各電解液をセパレータ３に３mlを含浸させて、公
称容量４００mAh のリチウム二次電池をそれぞれ完成し
た。表１には各電池を１Ａの電流で終止電圧３Ｖまで高
率放電したときの容量も併せて示した。
真空乾燥した。そして、ドライ雰囲気中で正極２、セパ
レータ３、負極１、セパレータ３…の順で、負極板１と
正極２とがセパレータ３を介して積層させるように巻回
して極板群４を作った。なおセパレータ３としては、ポ
リプロピレン製の微孔性フィルムを用いた。次に極板群
４を電池ケース５内に収納してから、正極２を電池ケー
ス５の蓋部に形成された正極端子６に超音波溶接により
接続し、負極１を電池ケース５に超音波溶接により接続
した。次に炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸ジエチル（ＤＥ
Ｃ）と炭酸ジメチル（ＤＭＣ）とが下記表１に示される
体積割合になるようにそれぞれアルゴン雰囲気中で混合
して溶媒を作り、これらの溶媒中に１ＭのＬｉＰＦ6 か
らなるリチウム塩をそれぞれ溶解して電解液を作った。
次に、各電解液をセパレータ３に３mlを含浸させて、公
称容量４００mAh のリチウム二次電池をそれぞれ完成し
た。表１には各電池を１Ａの電流で終止電圧３Ｖまで高
率放電したときの容量も併せて示した。
【０００９】
【表１】 本表より、本実施例の各電池は、比較例の各電池に比べ
て高い容量を得られるのが分る。なお比較例３の電池は
比較的高い容量が得られるが、リチウム二次電池の使用
温度範囲内の−２０℃で保管したところ、電解液が凝固
した。
て高い容量を得られるのが分る。なお比較例３の電池は
比較的高い容量が得られるが、リチウム二次電池の使用
温度範囲内の−２０℃で保管したところ、電解液が凝固
した。
【００１０】次に実施例６及び比較例４の電池を制限電
流１００mAで４．１５Ｖの定電圧充電を５時間行った後
に、１Ａの電流で終止電圧３Ｖまで高率放電を行った。
図２はその測定結果を示している。本図より、実施例６
の電池は、比較例４の電池に比べて作動電圧が高く、エ
ネルギー密度が高いのが分る。表１及び図２において、
本実施例の電池の性能が向上している理由は、電解液の
イオン導電率が高くなり、過電圧が低下したためであ
る。これらの試験を繰り返して行って得られた溶媒の良
好な混合割合の範囲を図３に示す。本図より炭酸エチレ
ンの溶媒に対する体積割合を２０〜４０％とし、炭酸ジ
エチルの溶媒に対する体積割合を１０〜２０％とし、炭
酸ジメチルの溶媒に対する体積割合を４５〜６５％とす
るか、または、炭酸エチレンの溶媒に対する体積割合を
４０〜４５％とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する体積割
合を５〜１２％とし、炭酸ジメチルの溶媒に対する体積
割合を４６〜５０％とすれば良いのが分る。
流１００mAで４．１５Ｖの定電圧充電を５時間行った後
に、１Ａの電流で終止電圧３Ｖまで高率放電を行った。
図２はその測定結果を示している。本図より、実施例６
の電池は、比較例４の電池に比べて作動電圧が高く、エ
ネルギー密度が高いのが分る。表１及び図２において、
本実施例の電池の性能が向上している理由は、電解液の
イオン導電率が高くなり、過電圧が低下したためであ
る。これらの試験を繰り返して行って得られた溶媒の良
好な混合割合の範囲を図３に示す。本図より炭酸エチレ
ンの溶媒に対する体積割合を２０〜４０％とし、炭酸ジ
エチルの溶媒に対する体積割合を１０〜２０％とし、炭
酸ジメチルの溶媒に対する体積割合を４５〜６５％とす
るか、または、炭酸エチレンの溶媒に対する体積割合を
４０〜４５％とし、炭酸ジエチルの溶媒に対する体積割
合を５〜１２％とし、炭酸ジメチルの溶媒に対する体積
割合を４６〜５０％とすれば良いのが分る。
【００１１】以下、明細書に記載した複数の発明の中で
いくつかの発明についてその構成を示す。
いくつかの発明についてその構成を示す。
【００１２】（１） リチウムイオンの吸蔵、放出が可
能な炭素材料からなる負極材層とＬｉＣｏＯ2 からなる
正極材層とが非水電解液を含有する電解質層を介して積
層され、前記非水電解液は、ＬｉＰＦ6 からなるリチウ
ム塩が溶媒に溶解されてなるリチウム二次電池におい
て、前記溶媒として、炭酸エチレンと炭酸ジエチルと炭
酸ジメチルとの混合物を用い、前記炭酸エチレンの前記
溶媒に対する体積割合が２０〜４０％であり、前記炭酸
ジエチルの前記溶媒に対する体積割合が１０〜２０％で
あり、前記炭酸ジメチルの前記溶媒に対する体積割合が
４５〜６５％であることを特徴とするリチウム二次電
池。
能な炭素材料からなる負極材層とＬｉＣｏＯ2 からなる
正極材層とが非水電解液を含有する電解質層を介して積
層され、前記非水電解液は、ＬｉＰＦ6 からなるリチウ
ム塩が溶媒に溶解されてなるリチウム二次電池におい
て、前記溶媒として、炭酸エチレンと炭酸ジエチルと炭
酸ジメチルとの混合物を用い、前記炭酸エチレンの前記
溶媒に対する体積割合が２０〜４０％であり、前記炭酸
ジエチルの前記溶媒に対する体積割合が１０〜２０％で
あり、前記炭酸ジメチルの前記溶媒に対する体積割合が
４５〜６５％であることを特徴とするリチウム二次電
池。
【００１３】（２） リチウムイオンの吸蔵、放出が可
能な炭素材料からなる負極材層とＬｉＣｏＯ2 からなる
正極材層とが非水電解液を含有する電解質層を介して積
層され、前記非水電解液は、ＬｉＰＦ6 からなるが溶媒
に溶解されてなるリチウム二次電池において、前記溶媒
として、炭酸エチレンと炭酸ジエチルと炭酸ジメチルと
の混合物を用い、前記炭酸エチレンの前記溶媒に対する
体積割合が４０〜４５％であり、前記炭酸ジエチルの前
記溶媒に対する体積割合が５〜１２％であり、前記炭酸
ジメチルの前記溶媒に対する体積割合が４６〜５０％で
あることを特徴とするリチウム二次電池。
能な炭素材料からなる負極材層とＬｉＣｏＯ2 からなる
正極材層とが非水電解液を含有する電解質層を介して積
層され、前記非水電解液は、ＬｉＰＦ6 からなるが溶媒
に溶解されてなるリチウム二次電池において、前記溶媒
として、炭酸エチレンと炭酸ジエチルと炭酸ジメチルと
の混合物を用い、前記炭酸エチレンの前記溶媒に対する
体積割合が４０〜４５％であり、前記炭酸ジエチルの前
記溶媒に対する体積割合が５〜１２％であり、前記炭酸
ジメチルの前記溶媒に対する体積割合が４６〜５０％で
あることを特徴とするリチウム二次電池。
【００１４】
【発明の効果】本発明の体積割合で、炭酸エチレンと炭
酸ジエチルと炭酸ジメチルとを混合するイオン導電率の
高い溶媒を得ることができる。そのため、電解質のイオ
ン導電率を高めてリチウム二次電池の高率放電特性を向
上できる。
酸ジエチルと炭酸ジメチルとを混合するイオン導電率の
高い溶媒を得ることができる。そのため、電解質のイオ
ン導電率を高めてリチウム二次電池の高率放電特性を向
上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 試験に用いたリチウム二次電池の断面図であ
る。
る。
【図２】 試験に用いたリチウム二次電池の高率放電特
性を示す図である。
性を示す図である。
【図３】 溶媒の良好な混合割合の範囲を示す図である
Claims (2)
- 【請求項１】 リチウムイオンの吸蔵、放出が可能な炭
素材料からなる負極材層とリチウム含有酸化物からなる
正極材層とが非水電解液を含有する電解質層を介して積
層され、 前記非水電解液がリチウム塩が溶媒に溶解されたものか
らなり、 前記溶媒として、炭酸エチレンと炭酸ジエチルと炭酸ジ
メチルとの混合物を用いるリチウム二次電池において、 前記炭酸エチレンの前記溶媒に対する体積割合が２０〜
４０％であり、前記炭酸ジエチルの前記溶媒に対する体
積割合が１０〜２０％であり、前記炭酸ジメチルの前記
溶媒に対する体積割合が４５〜６５％であることを特徴
とするリチウム二次電池。 - 【請求項２】 リチウムイオンの吸蔵、放出が可能な炭
素材料からなる負極材層とリチウム含有酸化物からなる
正極材層とが非水電解液を含有する電解質層を介して積
層され、 前記非水電解液は、リチウム塩が溶媒に溶解されてな
り、 前記溶媒として、炭酸エチレンと炭酸ジエチルと炭酸ジ
メチルとの混合物を用いるリチウム二次電池において、 前記炭酸エチレンの前記溶媒に対する体積割合が４０〜
４５％であり、前記炭酸ジエチルの前記溶媒に対する体
積割合が５〜１２％であり、前記炭酸ジメチルの前記溶
媒に対する体積割合が４６〜５０％であることを特徴と
するリチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7218789A JPH0963642A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7218789A JPH0963642A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0963642A true JPH0963642A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16725406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7218789A Pending JPH0963642A (ja) | 1995-08-28 | 1995-08-28 | リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0963642A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000311706A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 円筒形リチウムイオン電池 |
| KR20040036817A (ko) * | 2002-10-25 | 2004-05-03 | 한국전기연구원 | 리튬이차전지 |
-
1995
- 1995-08-28 JP JP7218789A patent/JPH0963642A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000311706A (ja) * | 1999-04-27 | 2000-11-07 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 円筒形リチウムイオン電池 |
| KR20040036817A (ko) * | 2002-10-25 | 2004-05-03 | 한국전기연구원 | 리튬이차전지 |
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