JPS60154478A - 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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JPS60154478A
JPS60154478A JP59010783A JP1078384A JPS60154478A JP S60154478 A JPS60154478 A JP S60154478A JP 59010783 A JP59010783 A JP 59010783A JP 1078384 A JP1078384 A JP 1078384A JP S60154478 A JPS60154478 A JP S60154478A
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真一 鳶島
Junichi Yamaki
準一 山木
Takeshi Okada
岡田 武司
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    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明はリチウム電池に用いる電解液に関するものであ
る。
〔発明の背景〕
リチウムを負極活物質として用いる電池は小型・高エネ
ルギ密度を有する電池として研究されているが、その二
次化が大きな問題となっている。
二次化が可能な正極活物質として、vg O5、veo
xa等の金属酸化物、T、i 32 、V 3Q等の層
状化合物が、Liとの間でトポケミカルな反応をする化
合物として知られており、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
硫化物、セレン化物、テルル化物を用いた電池(米国特
許第4,089,052号明細書参照)等が開示されて
いる。
しかしながら、このような二次電池用正極活物質の研究
に比して、Li極の充放電特性に関する研究は充分とは
いえず、リチウム二次電池実現のためには、充放電効率
及びサイクル寿命等の充放電特性の良好な電解液の探査
が重大な問題となっている。Li極の充放電効率を向上
させる試みとしてはLiC1,04/プロピレンカーボ
ネイトにニトロメタン、S02などの添加剤を加える試
み(Elector。
chimica、^cta、Vo1.22.第75頁〜
第83頁(1977)〕等が行われているが、必ずしも
充分とは言えず、さらに特性の優れたリチウム二次電池
用電解液がめられている。
〔発明の概説〕
本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり
、その目的は、導電率が高く、かつLi極の充放電特性
の優れたリチウム二次電池用電解液を提供することにあ
る。
したがって、本発明によるリチウム二次電池用電解液は
、リチウム塩を有機溶媒に溶解させたリチウム電池用電
解液において、前記有機溶媒として、環状あるいは非環
状のエーテルの一種以上と、〉S−0基を有する高誘電
率環状あるいは非環状非プロトン性エステルの一種以上
との混合溶媒を用いたことを特徴とするものである。
本発明によれば、リチウム塩を有機溶媒に溶解した電解
液に、前記有機溶媒として、環状あるいは非環状のエー
テルと、〉S−0基を有する高誘電率環状あるいは非環
状非プロトン性エステルの混合溶媒を用いることにより
、導電率が高<、Li極の充放電特性が良好なリチウム
二次電池用非水電解液を提供することができる。
〔発明の詳細な説明〕
本発明を更に詳しく説明する。
リチウム電池はリチウム全負極活物質とし、電気化学的
に活性で、かつLビイオンと可逆的な電気化学反応を行
う物質を正極活物質とする電池であるが、本発明のよれ
ば、リチウム塩を有機溶媒に溶解した電解液の有機溶媒
として、環状あるいは非環状のエーテルと、〉S−θ基
を有する高誘電率環状あるいは非環状非ブ°ト′性1ス
テル′)i混合溶媒音用いる。 1 本発明による前述の環状あるいは非環状のエーテルは基
本的に限定されるものではないが、たとえばテトラハイ
ドロフラン、1.2−ジメトキシエタン、2−メチルテ
トラハイドロフラン、1.2−ジェトキシエタン、1,
3−ジオキソランから選択された1種以上の有機溶媒で
あることができる。
また、このような環状あるいは非環状エーテルに混合さ
れる〉S−0基を有する高誘電環状あるいは非環状非プ
ロトン性エステルは、前述のエーテルと同様に基本的に
限定されるものではない。
たとえば、ジメチルスルホキシドくスルボランの一種以
上を有効に用いることができる。
前述のエーテルおよび〉S−0基を有するエステルとの
混合比は、好ましくは1 :9〜9 :1であるのがよ
い。この範囲を外れると、すなわちエーテルが多ずぎる
と、導電率が悪くなる虞を生じ、またエーテルが少なす
ぎると、充放電効率が低下する虞があるからである。最
も好ましくは5:5付近である。
さらに、溶質であるリチウム塩は、従来この主の電解液
に用いられるものであれば、いがなるものでもよい。例
えばLiCj04、LiBFa、LiAsF6、LiP
Fe 、LiAICIa 、CF35Oa Li、 C
F3 COI! Liから選択された1種以上のような
、一般に非水電解液の溶質として用いられるリチウム塩
を有効に用いることができる。
リチウム二次電池用電解液に要求される特性は導電率が
高く、かつLiの充放電効率が高いことである。上述し
たようなエーテルは、Liと比較的反応し難く、低電流
におけるLiの充放電効率の向上には効果的であるが、
誘電率が低く、導電率は低い。また、〉S=0基を有す
るエステルは、〉S=0の分極により誘電率が高く、導
電率が高いが、二重結合を有するため、Liとの反応性
が太き(Liの充放電効率は低い。
ところが、後述の実施例に示すように、エーテルと〉S
=0基とを有するエステルを混合することにより、両者
の利点のみが加酸され、導電率が高く、かつLiの充放
電効率も高くすることができる。
次ぎに、本発明の詳細な説明する。
実施例1 pt極を作用極、対極にLiを参照電極としてLiを用
いた電池を組み、pt積極上Liを析出させることによ
り、Li極の充放電特性を測定した。
電解液にば11モル/lのLiCIO4をテトラハイ]
・ロフランとスルホランの1 :1体積比混合溶媒に溶
解させたものを用いた。この電解液の導電率は5.2 
xlo−3obm −’ c+n−’であり、IM L
iCl0a−テトラハイドロフラン単独溶媒系電解液の
導電率(4,OX 10−3ohm −’ cm−’ 
)より高かった。
測定は、まず0.5mA/cJの定電流で20分間、p
i極上にLiを析出させ充電した後、0.5mA/cJ
の定電流でpt積極上析出したLiをLi+イオンとし
て放電するサイクル試験を行った。充放電効率はpt極
の電位の変化よりめ、pt積極上析出したLiをLi+
イオンとして放電させるのに要した電気量との比から算
出した。
第1図はLi極の充放電効率とサイクル数の関係を示す
図であり、図中、(a)は本発明の電解液を用いた場合
の充放電特性を示したものであり、(b)は参考例の2
 M LiC10^/テトラハイドロフランを用いた場
合のLiの充放電特性を示したものである。
第1図から判る様に、単独系(b )に比べて、本発明
による混合系(a )は、明らかに充放電特性が向上し
ている。
実施例2 電解液として1モル/lのLiClO4をテトラハイド
ロフランとジメチルスルホキシドの1 =11体積比混
溶媒に熔解したものを用いた以外は実施例1と同様にし
てLiの充放電特性を測定した。この電解液の導電率は
15.I X 10−3ohm −’ cm−’であり
、IM LiC10^−テトラハイドロフラン単独溶媒
系電解液の導電率(1,OXl0−3ohm −1cm
−’ )より高かった。
第2図はLi極の充放電効率とサイクル数の関係を示す
図であり、図中、(a)は本発明の、蒸気電解液を用い
た場合であり、(b)は本発明の効 I果を示す参考例
としてIM LiCl0a /テトラハイドロフランを
用いた場合のLiの充放電特性を示したものである。
第2図から判る様に、単独系(b )に比べて、本発明
による混へ系(a )は明らかに充放電特性が向上して
いる。
実施例3 電解液として、1モル/ItのLiClO4を1.2−
ジメトキシエタンとスルホランの1 =1の体積比混合
溶媒に溶解したものを用いた以外は実施例1と同様にし
で、Liの充放電特性を測定した。
第3図はLi極の充放電効率とサイクル数の関係を示す
図である。第3図より明らかなように、本発明による電
解液を用いることにより、良好な充放電特性をえること
ができる。
実施例4 電解ン夜として、10モル/I2のLiCl0aを1.
2−ジメトキシエタンとジメチルスルホキシドの1:1
体積比混合溶媒に熔解したものを用し)た以外は実施例
1と同様にしてLiの充放電特性を測定した。
第4図は上記電解液を用いた場合のLiの充放電効率と
サイクル数のi係を示す図である。第4図より明らかな
ように、本発明による電解液を用むすることにより、良
好な充放電特性をえることができる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、リチ
ウム塩を溶質として有機溶媒に溶解させた非水電解液に
おいて、前記有機溶媒として、環状あるいは止環状のエ
ーテルと〉S=θ基を有するエステルを混合したものを
用いることにより、導電率が高く、かつLiの充放電特
性の優れたリチウム二次電池用非水電解液を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第4図は本発明による電解液を用いた場合の
Li極の充放電効率とサイクル数の関係を示す図である
。 出願人代理人 雨 宮 正 季 第1図 サイクル酸 第2図 ゛プ′イクノし委女二 第3図 づイクノL数−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11リチウム塩を有機溶媒に溶解させたリチウム電池
    用電解液において、前記有機溶媒として、環状あるいは
    非環状のエーテルの一種以上と、〉S =O基を有する
    高誘電率環状あるいは非環状非プIJJ−ン性エステル
    の一種以上との混合溶媒を用いたことを特徴とするりチ
    ウム二次電池用電解液。 (2) 有機溶媒として、テトラハイドロフランあるい
    は1. 2−ジメトキシエタンの一種以上と、スルホラ
    ンあるいはジメチルスルホキシドの一種以上との混合溶
    媒を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のリチウム二次電池用電解液。
JP59010783A 1984-01-24 1984-01-24 リチウム二次電池用電解液 Expired - Lifetime JPH0636370B2 (ja)

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