JPS59167971A - リチウム二次電池用電解液 - Google Patents

リチウム二次電池用電解液

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JPS59167971A
JPS59167971A JP58041939A JP4193983A JPS59167971A JP S59167971 A JPS59167971 A JP S59167971A JP 58041939 A JP58041939 A JP 58041939A JP 4193983 A JP4193983 A JP 4193983A JP S59167971 A JPS59167971 A JP S59167971A
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JP
Japan
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lithium secondary
solvent
tetrahydrofuran
charging
charge
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JP58041939A
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English (en)
Inventor
Shinichi Tobishima
真一 鳶島
Akihiko Yamaji
昭彦 山路
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、リチウム二次11毛池に用いる/1011’
f−液に関するものである。
リチウムを風室活物)員として用いる・江池は、小型・
高エネルギ密度を有する電池として・++f究されてい
るが、その二次化が太き・な間用点となっている。
二次化が可能な1E極活勿+7tとして、V20* 、
v601、等K 金W4 tg化・圀、T i S2 
、VSz ’bO1N4状化合物が、Liとの1川でト
ポケミカルな反h7Qfする化合吻としてCOられてお
り、現在までチタン、ジルコニウム、ハフニウム、ニオ
ビウム、タンタル、バナジウムのjAt化吻1セレン化
物、テルル化1勿を用いた礪池(米国特許44,089
,052号明&lII邸滲1j(i )等が1@示され
ている。
しかしながら、このような二次t1記池用正1仮ぞ古吻
頃の1df究に比して、■、i 極の充枚成特件に関す
るイ1ノ(究は充分とはいえず、Li二次(社)池実現
のためには、九故覗幼率及びサイクル寿茄等の充放電性
1生の良好な我1ヂI液の探資が重大な1gl zqと
なっている。Li 碌の光放電効率を向上させる試みと
してeよLiC10</プロピレンカーボネイトにニト
ロメタン、802等の添加剤を加える試み[Elect
ro−chimica、   Acta、   vol
、   22.   eg7 5  負〜 S  3 
m(xc+77)l咎が行なわれているが必ずしも光分
とけいえず、さらに′F斜生の呪れたリチウムニ仄il
t池+ +4媛叫孜が求められている。
本発明はこのような現状に着みてなされたものでルリ、
その目的はLi  声の充放r4i特性の優れたリチウ
ム二次戚池用非水電1昨1夜を提供する市にある。
したがって、本発明によるリチウムrW、池用非水電解
液はリチウム塩を有機管媒に溶解させた非水電解液にお
いて、前記非水成1眸液の有機溶媒としてγ−ブチロラ
クトンとテトラハイドロフランとの混合溶媒を用いた事
を特徴とするもめである。
本発明によれば、有機溶媒として、γ−ブチ?ラクトン
とテトラハイドロフランとの温片溶媒を用いる事により
、L H”4の充ηI・時性が良女rなリチウム°二次
電池用非水rHi・膵液を従11(する弔ができる。
本発明を更に詳しく、説明する。
リチウム二次電池は、リチウムを@1へ活1gD^とし
、Lth+ イオンに対し、「匠気化学的に活性で、+ ゛かつLi  イオンと可逆的な・に気化学反応を行な
−う白質を[E極活l吻遁とし、リチウム・猟を有機溶
媒に溶解させた非水[に屏液を用いたものであるが、こ
のリチウム二次電池用の有1・幾溶媒として、本発明に
おいては、γ−ブチロラクトンとテトラハイドロフラン
との混合溶媒を用いる。Li 極の充放電効率を向−ヒ
させるためにはLi  から溶媒への厄子停的反応吐が
低い溶媒を選択する聾が必斐であると寸えられる。テト
ラハイドロフランハ、汁子内に二重結付に゛よる1電素
原子を有さす、Li との反応性は低い慣がjυ]侍さ
れる。しかし、その綺屯率は低((7,58:25℃)
、高電流密度下でのLi  イオンの4助性が充分では
ない危1禽性がある。そこで、充分な誘電率♀有し、し
かもLi  との反応i生を増加させない高誘醒率磐媒
として、γ−ブチロラクトンを用いて、テトラハイドロ
フランとl昆合する事はLi 極の充放′成性性を向上
すると考えられ゛る。
本発明による電解液の有機溶媒は前述のように、r−ブ
チロラクトンとテトラハイドロフランとの混合溶媒であ
るがこれらに、溶解される溶質は従来この極の電池に用
いられる酸質を自由に用い不ことができる。たとえばL
’i C104t L i BF< + L 1AsF
a +LIPF6 +LrAlCl4+ ’%の無、1
iHQ +躾及びCF3 SO3Li、 CFB CO
OLi  等の有機塩を用いることかできる。。
これらの溶質は@記有機容媒に、好ましくは0.5 〜
3M欝解される。溶1叫する溶醜が0.5M未満である
と、充枚屯待叶が著しく低下し、3Mを超えると溶質は
溶解しないからである。
γ−ブチロラクトンとテトラハイドロフランの□□ニジ あると、両者をl昆会した意味が博くなり、Cψ、独系
の充放醒特匪に近づき、充枚酬侍性が錯化するからであ
る。
以下、本発明の趣、殉例を、説明する。
実楕汐11 ゛ pt内を作用頃、幻j佛にLi を参照屯1傘としてL
i  を用いた一酸化を咀み、Pt爾上にLi  を析
出させ乞ことにより、Li極p充枚屯特性を測定した− 電解I没に1.2 NL i Cl 04  をγ−ブ
チロラクトン(以下、γ−BLと・烙記する)とテトラ
ノ・イドロフラン(以下、THFと「格上する)の1:
IK*積比混ば溶媒に@解させたものを用いた。
測定は、捷ず0.5mA/cmL  のiti流で20
汁間、ptm上にLi を析出させ充電したrf、0.
’5mAA+fの定戒流でpti4上に析出したLi 
 イオンとしれ教区する→−イクル試喉を行なった。充
放電効率は、Pt極の電位変化より求め、P 、t :
’l上析出したLiをLl イオンとして放電させるの
に要しだ屯気業とpt他極上Liを析出させるために夢
した颯気量−との比から産出した。
第11¥!は、充放電効率とサイクル故の関係を示す図
でちり、図中の(a)は上記電解液を用いた場合である
。又、図中の(b)  は、参考例として0.75ML
 i C104/γ−BL単独系の電解液を用いた場合
のLiの充放電特性をより温和な粂件下(1mAz−1
1分間サイクル)で測定したー米を示した。
さらに図中の(c)は参考例として、2NLiGlOa
/THF単独系の成層液中でのLi の充改電+!j性
を示したものである( g l 1図(a)と同一サイ
クル条件)。
第1図から刈るように、単・主系(b、c)に比べて、
混合系(a)Irt明らかに、光+i’(’ilV、 
4〒性H:+*トヒしている。
実殉t′I+12 市1p4 ;夜として、2 N Lt C104をγ−
BLとTHFの体積混合比(6:4)の混+ニヤ溶l、
・1に溶・・C(させたものを用いた以外は、実施例1
と回l千にして、Liの充放嵯峙性を測定した。
第2図は充放電効率とサイフルバの+41J Qを示す
図であり、図中の(a)は本発明の2NLiC1O</
γ−BL/THF(体積l鮒比6:4)を屯屏l凌とし
て=iいた場合であり、図中の(b)及び(c)は参考
1+11として、各々、I NL i C104/γ−
BL及び2 NL i C104/THF単独溶媒糸覗
叫液を1(」いた場合のLSI缶の充放電性1生を示し
たものである。((21’・(1から刊る様に、中独糸
(b、c)に比べて、114曾糸(a川[明らかに充放
dχ時性は向上している。
実施例3 電解液として、2NL i C104イCγ−BI、と
TI−TFの1本積混合比7:3の1区合、容1県に溶
+’+’(さトIたものを用いた以外は、実施l+ll
 1と同様にしてLiの充Ij1亀時性を測定した。
第3図は、充放電効率とサイクル数の1苅係を示す図で
あり、図中の(a)は本発明の2NLiC104/γ−
B L/T HF (体積混合比7:3)をIt 11
rl液として用いた場合であり、図中の(、b)及び(
c) !d 、参考列として各々、0.75 NLiC
l0i /γ−BL及び2NL i C104/T H
F 嚇イ虫溶媚糸亀解液を用いた動台のLi 極の充改
九特注を示したものである。
第3図から柑する様に、単独糸(b、c)に比べて混合
系(a)td明らかに充放ル特注tま向上している。
実施例 fK d液として、2NLiCIOa  k r−BL
とTHF’の体積混廿比8:2の混合溶媒に者1イさせ
たものを用いた以外は、実l進例1と同様にしてLt 
の光放直竹哩を測定した。
i4図は、充改肛効率とサイクルJ0りのjl、+J係
を示t l<I fあり、図中の(a)は+発明の2 
NL i C104/r−BL/THF(体4責(昆合
圧8:2)全r4g、 +’〆ft(Nとして用いた嚇
ばであり、1剣中の(b)及び(C’)は、診考lタリ
として各々、0.75 NLiClO4/r−BL及び
2NLiC104/THF l−独竹媒系□l炉’1f
rl夜を用イ’j 、−Q K (7) L 1極の充
枚礪特1/1ミを示したものである。
第4図から粁る44i !/’C1f、1j 2+14
糸(b、c)’C叱べて混合系(a)は明らかに光Ij
k i’に特性は向上している。
実施例 PK電解液して、2 NL i C104をγ−BLと
THFの体積11も合圧9:1のl)地合溶媒に溶解さ
せたものを用いた以外は、寿施例1と同4十にしてLi
の充放電特性を測定した。
45図は、充放電効率とサイクル4りの1関係を示す図
であり、図中の(a)は本・清明の2NLiC1O</
r−BL/THF (1本A責混合f:ls9 : 1
 )をfK 岬aとして用いた場合であり、図中の(b
)及び(c)は、参考例として各々、lNLiClO4
/γ−BE、及び2NLiC104/THF単独溶媒系
醜・性成を用いた。叫合の171極の充放ル特性を示し
たものである。
第5図から判る様に、9′L独系(b、c)に比べて混
合系(a)は明らかに充放(資)特性は向上している。
実施例 電・眸液として、I NL i C104をγ−BLと
THFの体積混合比7:3の混合6媒に暦督させたもの
を用いた1試外け、4e楕1列1と同様にしてLi の
充II父直特性を?則スピした。
第6・図は、光放出:幼率とサイクル数の関係を示す図
であり、1・(1中の(a)は本宅用の2NLiCIO
4/γ−Bl、/TI(F (体積混合比7:3)を藏
屏液として用いた場合であり、図中の(b)及び(c)
は、参考例として各々、O−75NL iC104/r
 −B L  及び2NL i C104/T HF単
独溶媒系屯!昨液を用いた場合のLi 極の充放°電性
性を示したものである。
第6図から判る様に、昨独系(b、c)に比べて混合系
(a)は明らかに光放畦特性は向上している。
以上の、脱明から明らかなように、本発明によればリチ
ウム塩を刹”磯溶媒に溶・lI′させた非水ルミ・pl
故において有機溶媒としてγ−ブチロラクトンとテトラ
ハイドロフランとの混合溶媒を用いるルによシ、Li 
極の充牧電特1生が優れたリチウム二次電池用非水電解
液を提供する事ができる。
図面の1.Q’i Jれな免明 第11’2l−86j図は本T6」月による・道・・〆
蘭仮を+、14いた4J合のLl  陣の充放rk麹率
とサイクル・攻のiN係金示す1・′/、1である。
+41願人代1’、lU人  山  宮  lE$第 
1 園 リイク芋孜 第 2 図 ライク4/数 第 3 図 りイグ/ν数 第 4 図 ソイク+軟 第 5 図 ブイク/7/数

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. リチウム1盆を有機溶媒に尋11fさせたリチウム二次
    電池用間解液において、前記性t・息醪媒として、γ憂
    −ブチロラクトンとテトラハイドロフランの(昆曾溶媒
    を用いた事を特赦とするリチウム二次亘池用電屏l仮。
JP58041939A 1983-03-14 1983-03-14 リチウム二次電池用電解液 Pending JPS59167971A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6132961A (ja) * 1984-07-25 1986-02-15 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウム二次電池用電解液
JPS61239572A (ja) * 1985-04-15 1986-10-24 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> リチウム二次電池用電解液

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3468716A (en) * 1965-10-24 1969-09-23 Electrochimica Corp Organic electrolyte electrochemical system
JPS51137839A (en) * 1975-05-09 1976-11-29 Exxon Research Engineering Co Rechargeable lithium battery using dioxolanntype solvent

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