JPH10162833A - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- JPH10162833A JPH10162833A JP8335130A JP33513096A JPH10162833A JP H10162833 A JPH10162833 A JP H10162833A JP 8335130 A JP8335130 A JP 8335130A JP 33513096 A JP33513096 A JP 33513096A JP H10162833 A JPH10162833 A JP H10162833A
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- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Pyrane Compounds (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
を抑制することができる非水電解液二次電池を提供する
こと。 【解決手段】 リチウムを吸蔵,放出できる正極21
と,リチウム金属,リチウム合金若しくはリチウムを吸
蔵,放出できる物質又は導電性物質からなる負極22
と,両極の間に設けたセパレータ3と,セパレータに含
浸させた非水電解液1と,電池容器5とを有する。正極
21は,正極活物質211と,正極集電体212とから
なる。正極集電体212は,窒素原子,硫黄原子又は酸
素原子のいずれか1種以上を含む複素環式化合物を少な
くとも1種含有する表面保護剤210により被覆されて
いる。複素環式化合物は,1,2,4−トリアゾール等
のトリアゾール類,又は/及びクマリン類等である。
Description
動車等における電源として用いられる,充電により再利
用可能な,非水電解液二次電池に関する。
極と非水電解液とからなる非水電解液二次電池は,高電
圧で,高エネルギー密度を有する。そのため,近年,コ
ードレス電源,小型携帯用電源,或いは電気自動車等に
おける電源としての利用が期待されている。そのため,
非水電解液二次電池の電解質として,電気化学的,熱的
に安定な有機リチウム塩電解質の実用化が望まれてい
る。
水電解液二次電池においては,電解質として有機リチウ
ム塩を用いた場合には,3.5V以上の高い電圧になる
と,正極集電体の溶出が起こり,集電性が劣化し,電気
容量が急激に低下するという問題がある。
集電体の集電性が高く,電気容量の劣化を抑制すること
ができる非水電解液二次電池を提供しようとするもので
ある。
蔵,放出できる正極と,リチウム金属,リチウム合金若
しくはリチウムを吸蔵,放出できる物質又は導電性物質
からなる負極と,上記正極と負極との間に設けたセパレ
ータと,該セパレータに含浸させた非水電解液と,電池
容器とを有する非水電解液二次電池において,上記正極
は,正極活物質と,正極集電体とからなり,上記正極集
電体は,窒素原子,硫黄原子又は酸素原子のいずれか1
種以上を含む複素環式化合物を少なくとも1種含有する
表面保護剤により被覆されていることを特徴とする非水
電解液二次電池である。
素環式化合物が施されている。この複素環式化合物は,
正極集電体と非水電解液中の電解質との反応を抑制す
る。そのため,正極集電体の劣化を防止でき,正極集電
体の集電性を高くすることができる。また,電気容量の
劣化を抑制することができる。
環式化合物は,トリアゾール類又は/及びクマリン類で
あることが好ましい。これにより,正極集電体の劣化を
より効果的に抑制でき,優れた集電性を発揮することが
できる。また,電気容量の劣化を一層抑制できる。
アゾール類は,1,2,4−トリアゾール,3−アミノ
−1,2,4−トリアゾール,4−アミノ−1,2,4
−トリアゾール,1,2,4−トリアゾール−3−チオ
ール,1,2,3−ベンゾトリアゾール,及びベンゾト
リアゾール−5−カルボン酸のグループから選ばれる1
種又は2種以上であることが好ましい。
リン類は,クマリン,クマリン−3−カルボン酸,4−
メチルウンベリフェロン,3−アセチルクマリン,及び
7−アミノ−4−(トリフルオロメチル)クマリンのグ
ループから選ばれる1種又は2種以上であることが好ま
しい。これにより,正極集電体の劣化を更に抑制でき
る。
電解液は,LiCF3 SO3 ,Li(CF3 SO2 )2
N若しくはLi(CF3 SO2 )3 Cの少なくとも1種
からなるリチウム塩,又は該リチウム塩の誘導体から選
ばれる1種又は2種以上を含むことが好ましい。これに
より,電気化学的,熱的に安定な電解質を得ることがで
きる。
て,図1を用いて説明する。非水電解液二次電池9は,
図1に示すごとく,リチウムを吸蔵,放出できる正極2
1と,リチウム金属,リチウム合金若しくはリチウムを
吸蔵,放出できる物質又は導電性物質からなる負極22
と,正極21と負極22との間に設けたセパレータ3
と,該セパレータに含浸させた非水電解液1と,電池容
器5とを有している。
電体212とからなる。正極集電体212は,表面保護
剤210により被覆されている。表面保護剤210は,
下記の「化1」に示す1,2,4−トリアゾールであ
る。
するに当たっては,まず,エチレンカーボネートとジメ
トキシエタンとの等容積混合溶媒に1,2,4−トリア
ゾールを0.03mol・dm-3溶解して,前処理液を
調製する。次いで,前処理液の中に,正極集電体に正極
活物質をプレスしたものを浸漬する。正極活物質212
としては,LiMn2 O4 を合剤としてシート状に成形
したものを用いる。上記正極集電体としては円板状のア
ルミニウム箔を用いる。これにより,正極活物質から表
面保護剤が浸透して,正極活物質が正極集電体の表面を
被覆する。
の負極集電体222とからなる。負極活物質221とし
てはリチウム箔を用い,負極集電体222としては銅箔
を用いる。非水電解液1は,エチレンカーボネートとジ
メトキシエタンとの等容積混合溶媒に,電解質としての
Li(CF3 SO2 )2 Nを1moldm-3濃度となる
ように溶解したものである。
製フィルムである。電池容器5は,円筒状の正極側容器
51と,円筒状の負極側容器52と,両者を電気絶縁す
ると共に固定するためのリング状のガスケット53とか
らなる。正極側容器51及び負極側容器52はステンレ
ス鋼を,ガスケット53はポリプロピレンを用いる。本
例の非水電解液二次電池9は,コイン型非水電解液二次
電池である。
の「化2」に示す3−アミノ−1,2,4−トリアゾー
ルを用いる点が,上記実施形態例1と相違する。上記表
面保護剤を正極集電体の表面に被覆するに当たっては,
エチレンカーボネートとジメトキシエタンとの等容積混
合溶媒に3−アミノ−1,2,4−トリアゾールを0.
03mol・dm-3溶解して,前処理液を調製する。前
処理液の中に,正極集電体に正極活物質をプレスしたも
のを浸漬する。これにより,正極活物質から表面保護剤
が浸透して,表面保護剤が正極集電体の表面を覆う。そ
の他は,実施形態例1と同様である。
の「化3」に示す1,2,3−ベンゾトリアゾールを用
いる点が,上記実施形態例1と相違する。上記表面保護
剤を正極集電体の表面に被覆するに当たっては,エチレ
ンカーボネートとジメトキシエタンとの等容積混合溶媒
に1,2,3−ベンゾトリアゾールを0.03mol・
dm-3溶解して,前処理液を調製する。前処理液の中
に,正極集電体に正極活物質をプレスしたものを浸漬す
る。これにより,正極活物質から表面保護剤が浸透し
て,表面保護剤が正極集電体の表面を覆う。その他は,
実施形態例1と同様である。
の「化4」に示すクマリンを用いる点が,上記実施形態
例1と相違する。上記表面保護剤を正極集電体の表面に
被覆するに当たっては,エチレンカーボネートとジメト
キシエタンとの等容積混合溶媒にクマリンを0.03m
ol・dm-3溶解して,前処理液を調製する。前処理液
の中に,正極集電体に正極活物質をプレスしたものを浸
漬する。これにより,正極活物質から表面保護剤が浸透
して,表面保護剤が正極集電体の表面を覆う。その他
は,実施形態例1と同様である。
正極集電体の表面を表面保護剤により被覆していない点
が,実施形態例1と相違する。
非水電解液二次電池について,充放電試験を行い,サイ
クル特性を評価した。各非水電解質二次電池の充放電条
件は,充電電流0.6mA・cm-2,充電上限電圧4.
2V,充電時間8時間,放電電流0.6mA・cm-2,
放電下限電圧3.5Vとした。測定結果を表1及び図2
に示した。表1には,各電池の30サイクル後の放電容
量の変化を示した。図2には,実施形態例1及び比較例
の電池について,初期容量を1としたときの放電容量の
変化を例示した。
〜4は,放電容量の変化が少なく,サイクル特性が優れ
ていた。この原因は,正極集電体を予め表面保護剤によ
り被覆しておくことにより,表面保護剤が,正極集電体
と電解質の分解物との反応に対する阻害剤として作用す
る。そのため,正極集電体表面に見かけ上安定な不導体
被膜を形成し,アルミニウムの溶出が抑制されたためで
あると考えられる。
た。この原因は,3.5V付近で電解質であるLi(C
F3 SO2 )2 Nの分解が生じ,この分解物と正極集電
体であるアルミニウムとが反応し,アルミニウムが溶出
してしまうため,正極集電体の集電性が劣化し,電気容
量の低下を引き起こしたものと考えられる。
も,上記と同様にサイクル特性を評価した(表1)。そ
の結果,これらの電池についても,多少差はあるもの
の,実施形態例1と同様に高いサイクル特性が得られ
た。以上より,正極集電体の表面保護剤として,1,
2,4−トリアゾールが優れているとともに,3−アミ
ノ−1,2,4−トリアゾール,1,2,3−ベンゾト
リアゾール及びクマリンも有用であることがわかる。
l・dm-3で評価したが,他の濃度でも,正極集電体の
表面を保護できる濃度であれば,上記各種実施形態例と
同様の効果が得られると考えられる。
極集電体の表面に被覆するに当たっては,正極集電体を
正極活物質にプレスしたプレス品を,表面保護剤を溶解
させた前処理液に浸漬させているが,上記プレス品の表
面に上記前処理液を塗布してもよい。また,正極集電体
だけを上記前処理液に浸漬してもよいし,正極集電体の
表面に上記前処理液を塗布してもよい。また,上記プレ
ス品又は正極集電体を,表面保護剤の存在する雰囲気中
に載置してもよい。
チタン,ニッケル等を用いることができる。正極活物質
として,Li・Mn複合酸化物,Li・Co複合酸化物
等のリチウム化合物等を用いることができる。負極集電
体として,銅等を用いることができる。負極活物質とし
て,リチウム金属,リチウム合金,炭素質材料等を用い
ることができる。
レンカーボネート,プロピレンカーボネート等の環状エ
ステル類,ジエチルカーボネート,ジメチルカーボネー
ト,エチル・メチルカーボネートの鎖状エステル類,又
は1,2−ジメトキシエタン等の鎖状エーテル類のグル
ープから選ばれる1種又は2種以上を用いることができ
る。
についての放電容量の変化を示す線図。
Claims (5)
- 【請求項1】 リチウムを吸蔵,放出できる正極と,リ
チウム金属,リチウム合金若しくはリチウムを吸蔵,放
出できる物質又は導電性物質からなる負極と,上記正極
と負極との間に設けたセパレータと,該セパレータに含
浸させた非水電解液と,電池容器とを有する非水電解液
二次電池において,上記正極は,正極活物質と,正極集
電体とからなり,上記正極集電体は,窒素原子,硫黄原
子又は酸素原子のいずれか1種以上を含む複素環式化合
物を少なくとも1種含有する表面保護剤により被覆され
ていることを特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項2】 請求項1において,上記複素環式化合物
は,トリアゾール類又は/及びクマリン類であることを
特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項3】 請求項2において,上記トリアゾール類
は,1,2,4−トリアゾール,3−アミノ−1,2,
4−トリアゾール,4−アミノ−1,2,4−トリアゾ
ール,1,2,4−トリアゾール−3−チオール,1,
2,3−ベンゾトリアゾール,及びベンゾトリアゾール
−5−カルボン酸のグループから選ばれる1種又は2種
以上であることを特徴とする非水電解液二次電池。 - 【請求項4】 請求項2において,上記クマリン類は,
クマリン,クマリン−3−カルボン酸,4−メチルウン
ベリフェロン,3−アセチルクマリン,及び7−アミノ
−4−(トリフルオロメチル)クマリンのグループから
選ばれる1種又は2種以上であることを特徴とする非水
電解液二次電池。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項において,
上記非水電解液は,LiCF3 SO3 ,Li(CF3 S
O2 )2 N若しくはLi(CF3 SO2 )3 Cの少なく
とも1種からなるリチウム塩,又は該リチウム塩の誘導
体から選ばれる1種又は2種以上を含むことを特徴とす
る非水電解液二次電池。
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JP33513096A JP3721678B2 (ja) | 1996-11-29 | 1996-11-29 | 非水電解液二次電池 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10162833A true JPH10162833A (ja) | 1998-06-19 |
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- 1996-11-29 JP JP33513096A patent/JP3721678B2/ja not_active Expired - Fee Related
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