JPS5987779A - 非水電解質二次電池 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明はリチウムを活物質とする負極と、正極と、非水
系電解質とを備えた非水電解質二次１Ｂ池に関するもの
である。

従来技術 リチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物質とする負極
と、金属の酸化物、硫化物、塩化物或いはハロゲンの炭
素化合物などを活物質とする正極と、プロピレンカーボ
ネート、ｒ−ブチルラクトン、ジメトキシエタンなどの
有機溶媒に過塩素酸リチウム、塩化リチウム、ホウフ・
り化リチウムなどの無機塩を溶解した非水系の電解質と
を備えた非水型解質電池は、電池電圧が高（、高エネル
ギー密度を有し、且自巳放Ｓｋｉか少ないなどの利点を
有しＣおり、現在の砧ころ）・・・化炭素、クロム酸銀
或いは、二酸化マンガンを正極活物質とする一次電池７
Ｊ）実用化されている。。

さて、近年に至っては二（５（系の非水電解質１ｕ池が
注目されそし７て研究されているが、非水電解質二次？
ｉ　ｉｍにおいては一次電池にはない新たな問題か生じ
る。その重要な一つは負極活物質であるリチウムか充電
の１祭に、負極表面に樹枝状に析出して内部゛短絡を引
起し充放電す・ｒクルが極めて短かいことである、。

このような問題を解決するために、従来てはリチウム合
金を負極活物質として用いたり、１さ解質の改良など試
みられているが、安定仲に欠けたり或いは電池゛市川を
低下させるなどの問題を誘発する場合が蕎く、１元放電
サイクルも充分に改善し得たとは云えない。

発明の目的 本発明は電池電圧を低下させることなく、充…１の際に
負極活物質であ−るリチウムが負極表面に樹枝状に４ｆ
１１旧Ｖるのを防止して充放電、−す・ｆクル特性を改
善することを目的とするものである、。

発明の構成 本発明は−Ｆ記目的のためになされたものであり、その
要旨と】るところはリチウムを活物ｒ！ｉとする負極と
、正（９蒐と、非水系電解質とを備え、ｎｊＪ記電解質
にリヂウムデ力りロロデ力ボＬ／−トを添加したことを
特徴とする非水電解質二次電池を提案するものである。

実施例 以下本発明の実施例について詳述１−るっ正極は活物質
としての硫化チタンに、尋亀剤としての黒鉛及びアセヂ
レンフラ、リク、結着剤としての）・す素樹脂粉末を８
５：１０：５の重相比で混合した正（他合剤を２５０〜
３００℃の温度で焼成した後、約２トン／ｄの圧力で加
圧成型して径１５Ｍ、Ｊｔ１、　’１　ｒｕｍの止ｉを
得る。

負極はリチウム板を約０．６聰の厚みに圧延し、この圧
延板を径１’５ｍｍに打抜いたものである。

而して、非水系の電解質としては、プロピレンカーボネ
ートに過塩素酸リーチラムを・０．５モル溶解させたも
のに、更にリチウムデカクロロデカボレート（Ｌｉ２Ｂ
１ｏＣ１！＋ｏ）を０．０５　モ）ＬｉＺ、ｊｍ溶８’
Ｎ　サｅ　ｌ’＝ものを用いて径２０ｍ＋％厚み′５ル
ｎの電池（ハ））を作成した。

第１図は本発明電池の縦断面図であり、（１）は正極で
あって正歯缶（２）の内底面に固着された正極集電体ｆ
３）に圧接されている。（４）は負１！３てあ・）で負
極缶（５）の内底ｉＨ１に固着された負極集７ｄ体［（
３）　＃ｃ圧狛されＣいる。（７）はポリプロピレン不
織布よりなるセパレータであ−）’ご前述仕る非水系の
１バ解質が所定量含浸されＣいる。（８）は絶縁パラ千
ングである。

回、本発明電池の効果をｌａ認ｆるためｊこミルγ質と
してリチウムデカクロロデカホレートを添加せず、プロ
ビレ７カーポネートに過塩素酸リチウムを０，５宅ル溶
解したものを用いることを除いて他は実施例と同様の比
較電池（Ｂ）を作成した。

発明の効果 第２図及び′４＄３図は本発明゛ｉは池と比較型ｌ・ル
の電池特性比較図であり、第２図は１２にΩ定負荷にお
ける放電特性、第３図は充、放電電流を５ｍＡとし、充
電終止電圧６．５■、放電終止電圧１．Ｏｖの条件で充
放電を繰返したサイクル特性を示すものである。

第２図より本発明電池（Ａ＋では比較電池ＣＢ＋より約
０．１■電池電圧が高くなっていることがわかる。

この理由はリチウムデカクロロデカボレート（Ｌｉ２Ｂ
１ｏＣＩ！１ｏ）を電解質に添加溶解すると、［Ｂ　＋
ｏ（’ｊ’　ｔｏ）２て示される錯イオンの中央番ζＬ
ｊ　　イオンを２分子配位した一種の錯体を形成すると
考えられ、そのためリチウムデカクロロデカボレートの
添加にＪ：リリチウムイオンの拡散が円滑に進行すると
共に電解質の導電度か向上することによって安定で高い
電池電圧を示すものと考えられる。

又、第３図より本発明電池四によれば充放電サイクル特
性が飛躍的に改善されていることかわかる。この理由を
考察するに、充電時にリチウムが樹枝状に析出する重要
な要因は電解質中のＬｉ　イオンが金属リチウムとなる
イオン交換反応速度にあり、反応速度か遅いと樹枝状の
析出が生じる。

さＣ１本発明においてはリチウムデカクロロデカボレー
トを電１解質に添加溶解した時に形成される錯体内に配
位している■・ｉ　イオンは充電時における金属リチウ
ムの１′１［出に伴うイオン交換反応速度か、過塩素酸
リチウムの１．ｉ　　イオンよりも速いため金属リチウ
ムが樹枝状に析出するのが少くなり、その結果として内
部短絡の発生や利用率の低下かｈ述したように、電解質
にリチウノ・クロロデカボレートを添加した本発明によ
る非水電解質二次電池によれば、電池電圧か低下するこ
となく充放電サイクルを向上Ｔることができるものであ
り、その工業的価値は極めて大なるものであるっ

【図面の簡単な説明】

第１因は本発明電池の縦断面図、第２図及び第３図は本
発明電池と比較電池との電池特性比較図であり、第２図
は放電特性、第３図は充放電サイクル特性を夫々示す。 （１）・・・正橢、（２）・・・正極缶、（４）・・・
負極、（５）・・・負極缶、（７）・・・セパ１／−タ
、（８）・・・絶縁パ・リキング、（ハ））・・・本発
明電池、（１Ｎ）・・・比較電池。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　リチウムを活物質とする負極と、正極と、非水系電
   解質とを備え、前記電解質にリチウムデカクロロデカボ
   レートを添加したことを特徴とする非水電解質二次電池
   。