JPH11195431A - リチウムイオン二次電池 - Google Patents

リチウムイオン二次電池

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JPH11195431A
JPH11195431A JP10299766A JP29976698A JPH11195431A JP H11195431 A JPH11195431 A JP H11195431A JP 10299766 A JP10299766 A JP 10299766A JP 29976698 A JP29976698 A JP 29976698A JP H11195431 A JPH11195431 A JP H11195431A
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secondary battery
lithium ion
ion secondary
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lithium
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JP10299766A
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Hans-Walter Praas
プラース ハンス−ヴァルター
Johanna Oberhauser
オーバーハウザー ヨハンナ
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VARTA Geraetebatterie GmbH
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VARTA Geraetebatterie GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 炭素含有負極材料、リチウム含有正極材料及
び非水系電解質を有するリチウムイオン二次電池を提供
する。 【解決手段】 電解液が、エチレンカーボネート２０〜
４０容量％、ジエチルカーボネート１５〜３０容量％及
びプロピレンカーボネート３５〜５５容量％を含有する
有機溶剤混合物中のリチウム塩の溶液からなる、リチウ
ムイオン二次電池。 【効果】 該リチウムイオン二次電池は、十分な高温貯
蔵安定性及び改良された負荷容量を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、十分な電流負荷容
量及び高温貯蔵後の低い容量損失率を有するリチウムイ
オン二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】刊行物：米国特許第５,４７２,８０９号
明細書から、リチウムイオンを含有する伝導塩を溶解し
た、プロピレンカーボネート（ＰＣ）５〜４０容量％、
エチレンカーボネート（ＥＣ）１０〜２０容量％及びジ
メチルカーボネート（ＤＭＣ）５０〜８５容量％からな
る３成分有機溶剤混合物を電解液として使用することが
公知である。伝導塩としては、以下のものが提案されて
いる：六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、六フッ
化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチ
ウム（ＬｉＢＦ4）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌ
Ｏ4）、トリフルオロメタン硫酸リチウム（ＬｉＣＦ3Ｓ
Ｏ3）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホン）
イミド（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2）又はリチウムビス
（トリフルオロメタンスルホン）メチド（ＬｉＣ（ＣＦ
3ＳＯ2）3）もしくはそれらの混合物。該公知電解液
は、特に低温度でのリチウムイオン電池の放電率を保証
することを目的としている。
【０００３】更に、刊行物：欧州特許出願公開第６４３
４３３号明細書から、六フッ化リン酸アンモニウム（Ｎ
Ｈ4ＰＦ6）を、ＰＣ２０容量％、ＥＣ３０容量％及びジ
エチルカーボネート（ＤＥＣ）５０容量％からなる混合
物中で水素化リチウムと反応させることによりリチウム
イオン電池用のＬｉＰＦ6含有電解液を製造することが
公知である。
【０００４】非水系電池用の電解液として、ＥＣ，ＰＣ
及びポリエチレングリコールジアルキルエーテルからな
る溶剤混合物を開示する刊行物：欧州特許出願公開第３
１２２３６号明細書に、比較例としてＰＣ４０ｍｏｌ
％、ＥＣ４０ｍｏｌ％及びＤＥＣ２０ｍｏｌ％からなる
溶剤混合物が記載されている。
【０００５】しかしながら、前記の電解液を含有する電
池から取り出し可能な容量もしくはそれらの負荷容量に
関して、改良すべき更なる要求が存在する。この場合、
負荷容量とは、高い電流強度もしくは電流密度を有する
電池の放電を意味する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、十分
な高温貯蔵安定性及び改良された負荷容量を有するリチ
ウムイオン二次電池を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
り、冒頭に記載した形式の電池において、電解液が、 エチレンカーボネート ２０〜４０容量％、 ジエチルカーボネート １５〜３０容量％及び プロピレンカーボネート ３５〜５５容量％ を含有する有機溶剤混合物中のリチウム塩の溶液からな
ることにより解決される。この場合、本発明による電解
液中の個々の溶剤の割合は、合計１００重量％になる。
【０００８】本発明の更なる有利な実施態様は、請求項
２〜５に記載されている。
【０００９】以下の実施例並びに比較例に示すように、
本発明による電解液を有するリチウムイオン電池は、６
０℃で７日間に亙り貯蔵した後に低い容量損失率を呈す
る。この場合、本発明に基づき製造した電池から取り出
し可能な容量は、充電した状態での貯蔵後もまた未充電
状態での貯蔵後も比較電池に比して大きい。更に、本発
明による電池は、高い放電電流強度で取り出し可能な大
きな容量で示される大きな負荷容量を呈する。更に、本
発明によるリチウムイオン電池は、取り出し可能な容量
が初期容量の７０％未満に低下するまで、０Ｖまで放電
したにもかかわらず１００回以上充放電することができ
ることが判明した。従って、本発明による電池は、極め
て良好な放電深度耐性（Tiefentladefestigkeit）を有
する。
【００１０】次に、実施例及び４つの図面並びに１つの
表により本発明を詳細に説明する。
【００１１】図１は、放電電流強度に依存した実施例１
（■）、２（×）及び比較例（◆）に基づく電池からの
取り出し可能な容量の比較を示す。
【００１２】図２は、サイクル数（ｚ）に依存した実施
例１に基づく電池に導入された容量（△）と取り出され
た容量を示し、この場合鎖線の曲線（◇）は１．８Ｖの
放電最終電圧までの取り出された容量でありかつ点線の
曲線（×）は０Ｖまでの放電に付加的に取り出された容
量である。
【００１３】図３は、実施例２に基づく電池の関する導
入された容量及び取り出された容量を示す。
【００１４】図４は、サイクル数（ｚ）に依存した実施
例３（×）及び実施例４（△）に基づく電池の放電容量
を示す。
【００１５】
【実施例】実施例１ 外径６．８ｍｍ及び高さ２．１ｍｍの偏平型電池に、ニ
ッケルフォームに塗り込めた黒鉛負極（φ４．２０ｍ
ｍ、高さ０．７１ｍｍ）、厚さ２００μｍのポリプロピ
レンセパレータ及び酸化リチウム含有正極を組み込む。
電解液として、ＥＣ３０容量％、ＤＥＣ２０容量％及び
ＰＣ５０容量％からなる有機溶剤混合物中のＬｉＣｌＯ
4の１モルの溶液１８μｌを加える。該電池を密閉しか
つその高温貯蔵前及び後の容量、その負荷容量及び放電
深度（Tiefentladbarkeit）について試験する。
【００１６】実施例２ 実施例１に基づき、伝導塩としてＬｉＰＦ6を使用する
点を変更して偏平型電池を製造する。
【００１７】比較例１ 実施例１に類似して製造したこの偏平型電池は、電解液
としてＥＣ２５容量％、ＤＥＣ１０容量％及びエチルメ
チルカーボネート（ＥＭＣ）６５容量％からなる溶剤混
合物中のＬｉＣｌＯ4の１モルの溶液を含有する。
【００１８】実施例３ 直径６．８ｍｍ及び高さ２．１ｍｍの偏平型電池に、厚
さ０．３１ｍｍのリチウム箔からなる円形板金及びニッ
ケルフォームに塗り込めた黒鉛負極を組み込む。セパレ
ータとしては、厚さ２００μｍのポリプロピレンセパレ
ータをかつ正極としてはリチウムスピネル含有電極を使
用する。該電解液は、ＥＣ３０容量％、ＤＥＣ２０容量
％及びＰＣ５０容量％からなる有機溶剤混合物中のＬｉ
ＰＦ6の１モルの溶液からなる。
【００１９】実施例４ 実施例３に類似して、厚さ０．２５ｍｍのリチウム箔を
使用する点を変更して偏平型電池を製造する。
【００２０】比較例２ 実施例４に類似して偏平型電池を製造する。この場合に
は、電解液としてＥＣ１５容量％、ＤＭＣ５０容量％及
びＰＣ３５容量％中のＬｉＰＦ6の１モルの溶液を使用
する。
【００２１】図１に示されているように、本発明に基づ
き製造した電池は、より大きな放電電流強度でもより大
きな取り出し可能な容量を有する。図２及び３は、本発
明による電池の驚異的な放電深度を示す。第１表には、
高温貯蔵後の本発明による実施例及び比較例に基づく容
量損失率の比較において、本発明による電池が低い不可
逆的容量損失を受けることを示す。
【００２２】
【表１】
【図面の簡単な説明】
【図１】放電電流強度対する実施例１、２及び比較例に
基づく電池からの取り出し可能な容量の比較を示す図で
ある。
【図２】サイクル数と実施例１に基づく電池に導入され
た容量及び取り出された容量との関係を示す図である。
【図３】実施例２に基づく電池の関する導入された容量
及び取り出された容量を示す図である。
【図４】サイクル数に対する実施例３及び実施例４に基
づく電池の放電容量の関係を示す図である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 炭素含有負極材料、リチウム含有正極材
    料及び非水系電解液を有するリチウムイオン二次電池に
    おいて、電解液が、 エチレンカーボネート ２０〜４０容量％、 ジエチルカーボネート １５〜３０容量％及び プロピレンカーボネート ３５〜５５容量％ を含有する有機溶剤混合物中のリチウム塩の溶液からな
    ることを特徴とする、リチウムイオン二次電池。
  2. 【請求項２】 溶剤混合物が、 エチレンカーボネート ２５〜３５容量％、 ジエチルカーボネート ２０〜２５容量％及び プロピレンカーボネート ４０〜５０容量％ からなる、請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
  3. 【請求項３】 電解液が、ＬｉＣｌＯ4，ＬｉＰＦ6，Ｌ
    ｉＳＯ3ＣＦ3，ＬｉＢＦ4，ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）3又は
    ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3 ０．９〜２．０ｍｏｌ／ｌを含
    有する、請求項１又は２記載のリチウムイオン二次電
    池。
  4. 【請求項４】 電解液が、ＬｉＣｌＯ4又はＬｉＰＦ6
    ０．９〜１．５ｍｏｌ／ｌを含有する、請求項３記載の
    リチウムイオン二次電池。
  5. 【請求項５】 炭素含有負極材料が金属製集電体マトリ
    ックスを備えている、請求項１から４までのいずれか１
    項記載のリチウムイオン二次電池。
  6. 【請求項６】 金属製集電体マトリックスが帯状特殊
    鋼、ニッケル圧延金属又はニッケルフォームである、請
    求項５記載のリチウムイオン二次電池。
  7. 【請求項７】 リチウム含有正極材料がリチウム化マン
    ガン鉱又はリチウム-マンガン-スピネルである、請求項
    １から４までのいずれか１項記載のリチウムイオン二次
    電池。
JP10299766A 1997-10-24 1998-10-21 リチウムイオン二次電池 Pending JPH11195431A (ja)

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DE19747140A DE19747140A1 (de) 1997-10-24 1997-10-24 Sekundäre Lithium-Ionen-Zelle
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WO2008037154A1 (fr) * 2006-09-22 2008-04-03 Xiaoping Ren Accumulateur lithium-ion secondaire utilisant du métal en mousse en tant que collecteur de courant et ensemble d'accumulateur l'utilisant

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EP0911901A1 (de) 1999-04-28
DE19747140A1 (de) 1999-04-29
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