JPS6012669A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
- Publication number
- JPS6012669A JPS6012669A JP11998983A JP11998983A JPS6012669A JP S6012669 A JPS6012669 A JP S6012669A JP 11998983 A JP11998983 A JP 11998983A JP 11998983 A JP11998983 A JP 11998983A JP S6012669 A JPS6012669 A JP S6012669A
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- Japan
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- electrolyte
- battery
- reduced pressure
- solvent
- boiling point
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
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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。
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、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ等の軽金属を負極活物質と
し、金掴酸化物、硫化物、ノ・ロゲン化物等を正極活物
質として用い、プロピレンカーボネイト（以下ＰＣと略
記）、γ−ブチロラクトン。
し、金掴酸化物、硫化物、ノ・ロゲン化物等を正極活物
質として用い、プロピレンカーボネイト（以下ＰＣと略
記）、γ−ブチロラクトン。
テトラヒドロフラン、１，２ジメトキシエタン（以下Ｄ
ＭＥと略記）、ジオキソラン、３エチル２オキサゾリド
ン等の非プロトン性有機溶媒の単独、又は混合溶媒中に
、支持電解質とし−（、ＬｉＯＡ Ｏ４＊ ’Ｌ ｉ
Ｂ Ｆ ４ ｗ Ｌ ｉ Ａ ８ Ｆ ６ ｔ Ｌ ｉ
Ａ ｆｂ Ｏ２０等のイオン解離性塩を溶解した非水
電解液を用・ハる非水電解液電池に関するものである。
ＭＥと略記）、ジオキソラン、３エチル２オキサゾリド
ン等の非プロトン性有機溶媒の単独、又は混合溶媒中に
、支持電解質とし−（、ＬｉＯＡ Ｏ４＊ ’Ｌ ｉ
Ｂ Ｆ ４ ｗ Ｌ ｉ Ａ ８ Ｆ ６ ｔ Ｌ ｉ
Ａ ｆｂ Ｏ２０等のイオン解離性塩を溶解した非水
電解液を用・ハる非水電解液電池に関するものである。
発明の目的
本発明の目的は、上記非水電解液の改良によ）、この種
電池の放電特性、電気特性を改善することにある。
電池の放電特性、電気特性を改善することにある。
従来技術
この種の電池においては、負極の軽金属が、水や種々の
不純物ど反応性に富むため、電解液の脱水精製が不十分
であると、負極と電解液中の水分や不純物とが反応し、
負極に腐食（酸化）被膜を形成して、さらにガスを発生
することによシ、電池の内部抵抗を太きくし、電気特性
、放電特性を劣化させてしまう。また、一般にこの種の
非水′ＦｒＬＭ液は、アルカリ又は酸の水溶液系電解液
に比べ１ケタ以上イオン導電率が小さいため、これケ用
いた電池の内部抵抗は大きくなってしまう。即ち、この
種の電池においては、電解液の良し悪しが、放電特性や
電気特性に及ぼす影響は極めて太きいものである。
不純物ど反応性に富むため、電解液の脱水精製が不十分
であると、負極と電解液中の水分や不純物とが反応し、
負極に腐食（酸化）被膜を形成して、さらにガスを発生
することによシ、電池の内部抵抗を太きくし、電気特性
、放電特性を劣化させてしまう。また、一般にこの種の
非水′ＦｒＬＭ液は、アルカリ又は酸の水溶液系電解液
に比べ１ケタ以上イオン導電率が小さいため、これケ用
いた電池の内部抵抗は大きくなってしまう。即ち、この
種の電池においては、電解液の良し悪しが、放電特性や
電気特性に及ぼす影響は極めて太きいものである。
従来、この種の電池の電解液としては、成分となる有機
溶媒をそれぞれ独立に脱水精製し、次に混合溶媒を用い
る場合は、所定組成比に混合し、混合溶媒とした後、次
に、あらかじめ、これらとは独立に減圧加熱乾燥性によ
り脱水精製した支持電解質を、室温においてこの溶媒に
溶解させて作つたものを用いていた。
溶媒をそれぞれ独立に脱水精製し、次に混合溶媒を用い
る場合は、所定組成比に混合し、混合溶媒とした後、次
に、あらかじめ、これらとは独立に減圧加熱乾燥性によ
り脱水精製した支持電解質を、室温においてこの溶媒に
溶解させて作つたものを用いていた。
例えば、ＰＣとＤＭＥの混合溶媒にＬｉ０ＡＯ４を溶解
させた電解液は、リチウム電池において広く用いられて
おり、通常、次の様に作られる。先づ、ｐｃは蒸溜装置
において、温度約７５℃、圧力１１＋ｊＢ Ｈｇ程度の
条件で蒸溜精製される。ＤＭＥは、同様な装置において
、Ａｒ等の不活性芥囲気中、常圧において、約８３℃で
蒸溜精製される。
させた電解液は、リチウム電池において広く用いられて
おり、通常、次の様に作られる。先づ、ｐｃは蒸溜装置
において、温度約７５℃、圧力１１＋ｊＢ Ｈｇ程度の
条件で蒸溜精製される。ＤＭＥは、同様な装置において
、Ａｒ等の不活性芥囲気中、常圧において、約８３℃で
蒸溜精製される。
一方、これらとは独立に、支持電解質どなるＬｉ０ＡＯ
４は、１００〜２００℃の温度で減圧加熱乾燥される。
４は、１００〜２００℃の温度で減圧加熱乾燥される。
次に、ｐｃとＤＭＥが所定の組成比（典型的には体積比
１〜６：１）に混合さノｔ１混合浴媒が作られる。最後
に、この混合溶媒に、上記支持電解質Ｌ ｉ Ｏｆｉ
０４が、呈習１において、攪拌溶解されて電解質ができ
、電池に注入される。
１〜６：１）に混合さノｔ１混合浴媒が作られる。最後
に、この混合溶媒に、上記支持電解質Ｌ ｉ Ｏｆｉ
０４が、呈習１において、攪拌溶解されて電解質ができ
、電池に注入される。
ところが、この種の電解液に用いらね、る支持塩（支持
″を解質となる物質）は、一般に潮解性が大きく、水分
を吸収しやすいため、上記の様な減圧乾燥のみでは、完
全な水分の除去は難しい。完全に水分を除去しようとし
て、扁温で減圧加熱乾燥全長時間行なうと、支持塩の分
解が起こり、これを用いた電池の放電特性を低下させて
しまう。
″を解質となる物質）は、一般に潮解性が大きく、水分
を吸収しやすいため、上記の様な減圧乾燥のみでは、完
全な水分の除去は難しい。完全に水分を除去しようとし
て、扁温で減圧加熱乾燥全長時間行なうと、支持塩の分
解が起こり、これを用いた電池の放電特性を低下させて
しまう。
また、有機溶媒への支持電解質の溶解は、通常、溶解度
の範囲内で行なわれるため、従来の様な呈−温でσ）攪
拌溶解でも、見かけ上一応の溶解になさ力、るが、電池
反応が十分円滑に行なわれるには、イオン解離、溶媒和
及び水分や不純物の除去等が不十分なためと推定される
が、この様な電解液を用いた電池の放電特性は不満足な
ものであった。
の範囲内で行なわれるため、従来の様な呈−温でσ）攪
拌溶解でも、見かけ上一応の溶解になさ力、るが、電池
反応が十分円滑に行なわれるには、イオン解離、溶媒和
及び水分や不純物の除去等が不十分なためと推定される
が、この様な電解液を用いた電池の放電特性は不満足な
ものであった。
発明の構成・作用
本発明（・バ上記の様な問題点を考５慰し°Ｃなさオし
たもので、非プロトン性の有機溶媒への支持電解質の溶
解に際し、又はＭ溝径、減圧加熱処理を加えることと提
案するものである。減圧加熱処理は、溶媒の沸点以下で
行なうのが好ましいが、沸点以上でも良い。加熱温度は
、支持塩及び溶媒の分解温度以下が好ましい。
たもので、非プロトン性の有機溶媒への支持電解質の溶
解に際し、又はＭ溝径、減圧加熱処理を加えることと提
案するものである。減圧加熱処理は、溶媒の沸点以下で
行なうのが好ましいが、沸点以上でも良い。加熱温度は
、支持塩及び溶媒の分解温度以下が好ましい。
即ち、このシイにして作った電解液においては、減圧加
熱処理により、 （１）支持塩のイオン解離、溶媒和が十分に行なわれる
。
熱処理により、 （１）支持塩のイオン解離、溶媒和が十分に行なわれる
。
（２）＠廃液中の水分や不純物が十分除去される。
特に、あらかじめＰＣ等の高沸点、高に手Ｍ歴σ）溶媒
に支持塩を溶解させる過程で減圧加熱処理１を行ない、
支持塩だけの減圧加熱乾燥におい−ご除去できなかった
残存水分や不純物９分解生成１勿等を十分除去した後、
低沸点溶媒を加えることむ′こより、従来法に比べ、著
しく水分や不純物を低下させることかで倦る。このため
、電池σ−）放電特性、′電気特性を著しく高めること
ができたものと１市定される。
に支持塩を溶解させる過程で減圧加熱処理１を行ない、
支持塩だけの減圧加熱乾燥におい−ご除去できなかった
残存水分や不純物９分解生成１勿等を十分除去した後、
低沸点溶媒を加えることむ′こより、従来法に比べ、著
しく水分や不純物を低下させることかで倦る。このため
、電池σ−）放電特性、′電気特性を著しく高めること
ができたものと１市定される。
実施例
以下、実施例に基づいて、本発明を更にｎ−Ｆ Ａ１１
１１に説明する。
１１に説明する。
実施例１゜
本実施例に用いた′電池の断面図を小１図ｔこ示しｆｃ
ｏ”は正極であり、電解二酸化マンガン窒４００℃で２
時間加熱処理したもの８５屯量係に、グラファイト又は
アセチレンブラック等１）＼らなる導電剤１１重量係、
フッ素樹脂等の結着剤４重量％を加えて混合し、５ｔＴ
Ｏ製の正極集電体６と一体に加圧成形して、直径１６．
３ｍのペレットにしたものを用いた。３は負極であり、
リチウムシートを直径１６露に打ち抜いて、５ＵＥＩ製
の負極集電体２と２がスポット溶接されている５ＵＥＩ
の負極缶１に圧着されている。７はポリプロピレン不織
布からなるセパレータであり、８はポリプロピレン金主
成分とするガスケット、ＡｔｄＳＵＳ製の正極缶である
。
ｏ”は正極であり、電解二酸化マンガン窒４００℃で２
時間加熱処理したもの８５屯量係に、グラファイト又は
アセチレンブラック等１）＼らなる導電剤１１重量係、
フッ素樹脂等の結着剤４重量％を加えて混合し、５ｔＴ
Ｏ製の正極集電体６と一体に加圧成形して、直径１６．
３ｍのペレットにしたものを用いた。３は負極であり、
リチウムシートを直径１６露に打ち抜いて、５ＵＥＩ製
の負極集電体２と２がスポット溶接されている５ＵＥＩ
の負極缶１に圧着されている。７はポリプロピレン不織
布からなるセパレータであり、８はポリプロピレン金主
成分とするガスケット、ＡｔｄＳＵＳ製の正極缶である
。
本実施例の電解液は、次の様にして作製された。
先づ、ＰＣを蒸溜装置において、温度７５℃、圧力１飼
Ｈｇで蒸溜精製し、一方、ＤＭＥ全Ａｒの常圧雰囲気中
８３℃の温度で蒸溜精製した。次に、あらかじめ１００
〜２００℃の湯度で減圧加熱乾燥Ｌ７たＬ ｘ Ｏ２Ｏ
３を、前述のＰＣに加えて溶解した、この時、ＰＣを１
００〜２００℃に加熱し同時に真空ポンプにて真空びき
し、約３０分間減圧加熱処理した。その後、前述のＤＭ
Ｆｉを所定量加えて、充分混合し、ｐｃ ： ＤＭＥ＝
２ ：’ １ （体積比）、ＬｉＣ！、ｉｌ！０４の濃
ｔｉ １ ｍｏ１／ｆｉ の電解液とした。
Ｈｇで蒸溜精製し、一方、ＤＭＥ全Ａｒの常圧雰囲気中
８３℃の温度で蒸溜精製した。次に、あらかじめ１００
〜２００℃の湯度で減圧加熱乾燥Ｌ７たＬ ｘ Ｏ２Ｏ
３を、前述のＰＣに加えて溶解した、この時、ＰＣを１
００〜２００℃に加熱し同時に真空ポンプにて真空びき
し、約３０分間減圧加熱処理した。その後、前述のＤＭ
Ｆｉを所定量加えて、充分混合し、ｐｃ ： ＤＭＥ＝
２ ：’ １ （体積比）、ＬｉＣ！、ｉｌ！０４の濃
ｔｉ １ ｍｏ１／ｆｉ の電解液とした。
以上の様にして、直径２０ ｎｉｂ 、 ＩｑＪ−さ１
，６鮪のコイン型電池Ａを作製した。
，６鮪のコイン型電池Ａを作製した。
又、比較のため、従来例として、下記に示す従来法によ
って作製した電Ｗｆ液を用いた以外ｔよ、全く同様にし
て電池Ｂを作製しｆｃｏ電池Ｂの電解液＋ｄ、先づ前述
の様に蒸溜精製したｐｃと０Ｍｇ１体積比２：１に混合
して混合溶媒とした後、室温のまま、Ｌ ｉ Ｏｎ Ｏ
４ｆ ｉ ｍｏｌ／ ｎ となる様に加えて、攪拌屏解
し−ご作製し７ζ。
って作製した電Ｗｆ液を用いた以外ｔよ、全く同様にし
て電池Ｂを作製しｆｃｏ電池Ｂの電解液＋ｄ、先づ前述
の様に蒸溜精製したｐｃと０Ｍｇ１体積比２：１に混合
して混合溶媒とした後、室温のまま、Ｌ ｉ Ｏｎ Ｏ
４ｆ ｉ ｍｏｌ／ ｎ となる様に加えて、攪拌屏解
し−ご作製し７ζ。
この様にして作、製した電池ＡとＢを、１５ＲΩの負荷
抵抗に接続して放電させｆｃ時の放電：ｆＦ注全全第２
図示した。又、上記の放電におい−Ｃ，４９ｍＡＨ放電
時に、−１０℃の低温で５００ ＜’２の負荷抵抗に５
秒間接続した時の最低電圧（重負荷パルス特性）を測定
した結果、電池Ａでは２．５５Ｖ。
抵抗に接続して放電させｆｃ時の放電：ｆＦ注全全第２
図示した。又、上記の放電におい−Ｃ，４９ｍＡＨ放電
時に、−１０℃の低温で５００ ＜’２の負荷抵抗に５
秒間接続した時の最低電圧（重負荷パルス特性）を測定
した結果、電池Ａでは２．５５Ｖ。
電池Ｂでは２．２２Ｖであった。
以上の結果から明らかな様に、放電特性２重負荷パルス
特性のいずれにおいても、本発明による電池ＡＩ’、ｔ
、従来法による電池Ｂより優れており、特に重負荷パル
ス特性が優れていることがわかる。
特性のいずれにおいても、本発明による電池ＡＩ’、ｔ
、従来法による電池Ｂより優れており、特に重負荷パル
ス特性が優れていることがわかる。
実施例２゜
高沸点かつ高溶解展の溶媒として、ＰＣのかわりにγ−
ブチロラクトン食用い、低沸点溶媒として、Ｄ１１４Ｅ
のかわ゛りにテトラヒドロフラン又はジオキソランを用
い、支持電解質としてＬｉＣλ０４のかわりにＬｉＢＦ
４ を用い、実症例１と同機にし−Ｃ１本発明による方
法で作製し１こ′ｔＣｊ、池Ａ′ と従来法による電池
Ｂ′ を作製した。但し、甜媒の蒸溜棺製榮件は、それ
ぞコｔ１ γ−ブチロラクトンが（話度９０℃で圧力１
７冊Ｈｇ、、テトラヒドロフランがＡｒ中常圧で６６℃
、ジオキソランがＡｒ中常圧で７８℃でめった。首穴、
本発明の要点ｔなすＤＡ 溜積、澗後のγ−ブチロラク
トンへのＬｉｌ３Ｆ４の俗解時及び俗解後の減圧加熱処
理は、１００〜１５ Ｌ］ ℃の葛度で約５０分間行な
った。
ブチロラクトン食用い、低沸点溶媒として、Ｄ１１４Ｅ
のかわ゛りにテトラヒドロフラン又はジオキソランを用
い、支持電解質としてＬｉＣλ０４のかわりにＬｉＢＦ
４ を用い、実症例１と同機にし−Ｃ１本発明による方
法で作製し１こ′ｔＣｊ、池Ａ′ と従来法による電池
Ｂ′ を作製した。但し、甜媒の蒸溜棺製榮件は、それ
ぞコｔ１ γ−ブチロラクトンが（話度９０℃で圧力１
７冊Ｈｇ、、テトラヒドロフランがＡｒ中常圧で６６℃
、ジオキソランがＡｒ中常圧で７８℃でめった。首穴、
本発明の要点ｔなすＤＡ 溜積、澗後のγ−ブチロラク
トンへのＬｉｌ３Ｆ４の俗解時及び俗解後の減圧加熱処
理は、１００〜１５ Ｌ］ ℃の葛度で約５０分間行な
った。
この様にし−ご作製した本実施例′眠池に−りいても、
実施例１と同様な放電特性と重負荷ノ（ルス特仙全６１
１１定した結果、実施例１とほぼ同様な効果が得られた
。
実施例１と同様な放電特性と重負荷ノ（ルス特仙全６１
１１定した結果、実施例１とほぼ同様な効果が得られた
。
実施例６
正極活物質として、二酸化マンガンのがわりに二硫化鉄
ＦｅＳ２を用いた。１５０℃で２時間減圧乾燥した二硫
化鉄８５重量％と炭素導電剤８重量φ、フッ素樹脂系結
着剤７重量係を混合し、密度的２．４５’／ｍ に加圧
成形したベレットを正極とした。負極に、リチウムシー
トを直径ｚ５囮に打ち抜いたものを用い、電解液として
、実施例１で用いたものと同様のものを用い、外径１１
．６ｍ。
ＦｅＳ２を用いた。１５０℃で２時間減圧乾燥した二硫
化鉄８５重量％と炭素導電剤８重量φ、フッ素樹脂系結
着剤７重量係を混合し、密度的２．４５’／ｍ に加圧
成形したベレットを正極とした。負極に、リチウムシー
トを直径ｚ５囮に打ち抜いたものを用い、電解液として
、実施例１で用いたものと同様のものを用い、外径１１
．６ｍ。
総厚＆０鵡の電池を作製した。
この様にして作製した電池においても、実株例１と同様
な放電試験を行なった結果、本発明による電解液を用い
た本発明電池は、従来法により作製した電解液を用いた
従来電池に対し、実施例１とほぼ同様な優位性を示した
。
な放電試験を行なった結果、本発明による電解液を用い
た本発明電池は、従来法により作製した電解液を用いた
従来電池に対し、実施例１とほぼ同様な優位性を示した
。
発明の効果
以上詳述した様に、本発明は、非プロ）ン性の有機溶媒
への支持電解質の溶解に際し、又は俗解後、減圧加熱処
理を加えること、更に、混合溶媒を用いる場合、あらか
じめ高沸点・高溶解度の浴媒に支持電解質を溶解し、減
圧加熱処理した後に、低沸点溶媒の混合を行なうことに
より、非水電解液を改善し、非水電解液電池の放電特性
及び電気特性を著しく高めたものである。
への支持電解質の溶解に際し、又は俗解後、減圧加熱処
理を加えること、更に、混合溶媒を用いる場合、あらか
じめ高沸点・高溶解度の浴媒に支持電解質を溶解し、減
圧加熱処理した後に、低沸点溶媒の混合を行なうことに
より、非水電解液を改善し、非水電解液電池の放電特性
及び電気特性を著しく高めたものである。
第１図は、本発明において実施した電池の一例を示す断
面図である。 第２図は、本発明による電池Ａと従来′亀池Ｂの放電特
性の比較図である。 １・・・負極缶 ２・・・負極集電体 ６・・・負極リチウム ４・・・正極缶５・・・正 極
６・・・正極集電体 ７・・・セパレータ ８・・・ガスケット以 上
面図である。 第２図は、本発明による電池Ａと従来′亀池Ｂの放電特
性の比較図である。 １・・・負極缶 ２・・・負極集電体 ６・・・負極リチウム ４・・・正極缶５・・・正 極
６・・・正極集電体 ７・・・セパレータ ８・・・ガスケット以 上
Claims (3)
- （１）非プロトン性の有機溶媒に、支持電解質を溶解し
、かつ減圧加熱処理したものを電解液として用いたこと
を特徴とする非水電解液電池。 - （２） あらかじめ、高沸点かつ高溶解度の溶媒に支持
電解質を溶解かつ減圧加熱処理した後、低沸点溶媒を加
えて所定組成とした混合溶媒電解液を用い穴ことを特徴
とする特許請求の範囲第（１）項記載の非水ｉｔ蟹を電
池。 - （３）高沸点かつ高溶解度の溶媒としてプロピレンカー
ボネイト又は、γ−ブチ・ロラクトン、低沸点溶媒とし
て１，２ジメトキシエタン、ジオキソラン又はテトラヒ
ドロフラン、支持電解質として過塩素酸リチウム又はホ
ウフッ化リチウムを用いた混合溶媒電解液を電解質とし
、リチウムを負極活物質、二酸化マンガン又は二硫化鉄
を正極活物質として用いたことを特徴とする特許請求の
範囲第（２）項記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11998983A JPS6012669A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11998983A JPS6012669A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6012669A true JPS6012669A (ja) | 1985-01-23 |
Family
ID=14775144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11998983A Pending JPS6012669A (ja) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6012669A (ja) |
-
1983
- 1983-06-30 JP JP11998983A patent/JPS6012669A/ja active Pending
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