JPS62143371A - 充電可能な電気化学装置 - Google Patents
充電可能な電気化学装置Info
- Publication number
- JPS62143371A JPS62143371A JP60283357A JP28335785A JPS62143371A JP S62143371 A JPS62143371 A JP S62143371A JP 60283357 A JP60283357 A JP 60283357A JP 28335785 A JP28335785 A JP 28335785A JP S62143371 A JPS62143371 A JP S62143371A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- solute
- charging
- sulfonic acid
- trifluoromethane sulfonic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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
本発明は移動用直流電源、バンクアップ用電源などに用
いる充電可能な電気化学装置に関するものである。
いる充電可能な電気化学装置に関するものである。
従来の技術
充電可能な電気化学装置として、正極に主に電気二重層
を利用した活性炭、負極にリチウム合金、電解液に非水
系の有機溶媒を用いた装置が知られている。そしてこの
装置の電解液の溶質には、有機電解液中における安定性
、及び安全性の高いホウフッ化リチウムが主に用いられ
ていた。
を利用した活性炭、負極にリチウム合金、電解液に非水
系の有機溶媒を用いた装置が知られている。そしてこの
装置の電解液の溶質には、有機電解液中における安定性
、及び安全性の高いホウフッ化リチウムが主に用いられ
ていた。
発明が解決しようとする問題点
この従来の構成からなる装置において、種々の調査をし
たところ、高温雰囲気中で充放電を繰り返すと、装置内
で内部抵抗の異常増加がみられ、電気容量が著しく低下
することが判明した。この問題を解決する手段として、
電解質としてトリフルオロメタンスルフォン酸リチウム
を用いると、高温で充放電を繰り返しても、初度に比べ
内部抵抗の上昇及び電気容量の劣下が少く、従来品に比
べて高温雰囲気中での充放電性能を飛躍的に向上させる
ことが判明した。この理由は明らかではないが、トリフ
ルオロメタンスルフォン酸リチウムを電解質に用いた場
合放電反応において、カチオンであるリチウムイオンが
正極に移動する際、正極に存在するアニオン（ＣＦ３Ｓ
Ｏ３−）のイオン半径がホウフッ化リチウムを電解質に
用いた際のアニオン（ＢＦ４−） に比べ大きく、リ
チウムイオンの正極への急激なインターカーレーション
反応が緩和され、リチウムイオンが正極に完全にトラッ
プされるのを防ぐため、充電の際、正極に移動したリチ
ウムイオンが容易に離脱し、負極合金中に再吸蔵される
０その結果、充放電に伴うリチウムイオンの移動効率が
向上し容量劣下が抑制されるものと考えられる。これは
室温における充放電でも同様に起こりうるが、高温にお
いて、その現象がより顕著に現れるものと思われる。
たところ、高温雰囲気中で充放電を繰り返すと、装置内
で内部抵抗の異常増加がみられ、電気容量が著しく低下
することが判明した。この問題を解決する手段として、
電解質としてトリフルオロメタンスルフォン酸リチウム
を用いると、高温で充放電を繰り返しても、初度に比べ
内部抵抗の上昇及び電気容量の劣下が少く、従来品に比
べて高温雰囲気中での充放電性能を飛躍的に向上させる
ことが判明した。この理由は明らかではないが、トリフ
ルオロメタンスルフォン酸リチウムを電解質に用いた場
合放電反応において、カチオンであるリチウムイオンが
正極に移動する際、正極に存在するアニオン（ＣＦ３Ｓ
Ｏ３−）のイオン半径がホウフッ化リチウムを電解質に
用いた際のアニオン（ＢＦ４−） に比べ大きく、リ
チウムイオンの正極への急激なインターカーレーション
反応が緩和され、リチウムイオンが正極に完全にトラッ
プされるのを防ぐため、充電の際、正極に移動したリチ
ウムイオンが容易に離脱し、負極合金中に再吸蔵される
０その結果、充放電に伴うリチウムイオンの移動効率が
向上し容量劣下が抑制されるものと考えられる。これは
室温における充放電でも同様に起こりうるが、高温にお
いて、その現象がより顕著に現れるものと思われる。
しかし、トリフルオロメタンスルフォンＩｔ ＩＪ ｆ
ラムを電解質として単独に用いた場合について、さらに
他の性能を調査を行ったところ、ホウフッ化リチウムを
単独で用いていた従来構造の装置に比べ、欠点となる部
分もある事が判明した。具体的には、高温雰囲気中に負
荷を加えた状態で保存をした場合、従来品に比べて内部
抵抗の上昇が早く、それに伴い電気容量の劣下が起こる
ことである。その理由として、充放電を繰り返している
場合であれば正極表面へのアニオン（ＣＦ３ＳＯ３−）
の着脱反応はスムーズに行われるが充電状態で長期保存
した場合、アニオンの正極活性炭表面への吸着がより強
固となってそれが被膜状となり、正極活性炭表面の活性
度を低下させるためと考えられる。
ラムを電解質として単独に用いた場合について、さらに
他の性能を調査を行ったところ、ホウフッ化リチウムを
単独で用いていた従来構造の装置に比べ、欠点となる部
分もある事が判明した。具体的には、高温雰囲気中に負
荷を加えた状態で保存をした場合、従来品に比べて内部
抵抗の上昇が早く、それに伴い電気容量の劣下が起こる
ことである。その理由として、充放電を繰り返している
場合であれば正極表面へのアニオン（ＣＦ３ＳＯ３−）
の着脱反応はスムーズに行われるが充電状態で長期保存
した場合、アニオンの正極活性炭表面への吸着がより強
固となってそれが被膜状となり、正極活性炭表面の活性
度を低下させるためと考えられる。
本発明は、従来の性能を損うことなく、高温雰囲気中で
の充放電特性を向上させることを目的とする。
の充放電特性を向上させることを目的とする。
問題点を解決するための手段
これらの問題点を解決するために、本発明は電解液の溶
質として前述のホウフッ化リチウムとトリフルオロメタ
ンスルフォン酸リチウムの混合溶質を用いたものであり
、さらにトリフルオロメタンスルフォン酸リチウムの組
成比を全溶質に対しモル比で０．１〜０．９としたもの
である。
質として前述のホウフッ化リチウムとトリフルオロメタ
ンスルフォン酸リチウムの混合溶質を用いたものであり
、さらにトリフルオロメタンスルフォン酸リチウムの組
成比を全溶質に対しモル比で０．１〜０．９としたもの
である。
作 用
この構成によれば、前述した様に放電反応により正極活
性炭に移動したリチウムイオンがトリフルオロメタンス
ルフォン酸リチウムの作用により、正極活性炭内部に深
く侵入するのを防ぎ、充電の際、容易に脱離するため、
充放電を繰シ返しても容量劣下が少ない。また、トリフ
ルオロメタンスルフォン酸リチウムは溶質全体に対し少
量で効果があるため、従来の電解質組成比を殆んど変え
る必要がない。その結果、他の性能を損うことなく、特
に高温雰囲気中での充放電性能を向上させることができ
る。
性炭に移動したリチウムイオンがトリフルオロメタンス
ルフォン酸リチウムの作用により、正極活性炭内部に深
く侵入するのを防ぎ、充電の際、容易に脱離するため、
充放電を繰シ返しても容量劣下が少ない。また、トリフ
ルオロメタンスルフォン酸リチウムは溶質全体に対し少
量で効果があるため、従来の電解質組成比を殆んど変え
る必要がない。その結果、他の性能を損うことなく、特
に高温雰囲気中での充放電性能を向上させることができ
る。
実施例
以下、本発明の実施例を第１図から第３図を参照して説
明する。
明する。
第１図は正極に活性炭、負極にリチウム合金を用いた充
電可能な電気化学装置を示す。図中１は正極端子を兼ね
たケース、２はケースと同じ材料を打ち抜き加工した負
極端子をなす封目板、３はケースと封目板を絶縁するポ
リプロピレン製ガスヶｙト、４は正極であり、これは活
性炭粉末７０重量部、導電材であるアセチレンブラック
１０重量部、及びバインダーであるフッ素樹脂の水性デ
ィスパージョン（固形分比約６０％）を固形分で２０重
量部混練し、２本のロール間を通してンート状に成型し
た後、正極集電体６をなす厚さ０．４順のチタンラス板
に転写した。その後１５０’Ｃの真空下で１２時間乾燥
した後、厚さ１．０＋ｎｍにそろえ、直径１４．０ｍ＋
ｎのベレットに打ち抜き、合剤の一部を剥離してチタン
ラス板を露出させ、これをケース２に溶接した。６は負
極のリチウム合金で、鉛５０重量部、カドミウム４７重
量部、リチウム３重量部をアルゴン雰囲気中で融解合金
化し、同雰囲気中で厚さ０．１ｍｍに圧延してステンレ
ス製ネット７に転写した。その後、直径１５酎に打ち抜
き、封口板２の裏面に溶接した。８はポリグロビレン製
不織布からなるセパレータである０電解液の溶媒はγ−
ブチロラクトンと１．２−ジメトキシエタンとの等容積
混合溶媒を用い、電解質はホウフッ化リチウムとトリフ
ルオロメタンスルフォン酸リチウムを次表の様に組成比
（モル比）を変化させ、全体で１モル／ｌの濃度に溶質
を溶解させた。この電気化学装置をＡ−１〜Ａ−９とし
た０但し、Ａ−１は前述した従来品である〇尚、装置の
大きさは直径２０朋、厚さ２．０閣である。
電可能な電気化学装置を示す。図中１は正極端子を兼ね
たケース、２はケースと同じ材料を打ち抜き加工した負
極端子をなす封目板、３はケースと封目板を絶縁するポ
リプロピレン製ガスヶｙト、４は正極であり、これは活
性炭粉末７０重量部、導電材であるアセチレンブラック
１０重量部、及びバインダーであるフッ素樹脂の水性デ
ィスパージョン（固形分比約６０％）を固形分で２０重
量部混練し、２本のロール間を通してンート状に成型し
た後、正極集電体６をなす厚さ０．４順のチタンラス板
に転写した。その後１５０’Ｃの真空下で１２時間乾燥
した後、厚さ１．０＋ｎｍにそろえ、直径１４．０ｍ＋
ｎのベレットに打ち抜き、合剤の一部を剥離してチタン
ラス板を露出させ、これをケース２に溶接した。６は負
極のリチウム合金で、鉛５０重量部、カドミウム４７重
量部、リチウム３重量部をアルゴン雰囲気中で融解合金
化し、同雰囲気中で厚さ０．１ｍｍに圧延してステンレ
ス製ネット７に転写した。その後、直径１５酎に打ち抜
き、封口板２の裏面に溶接した。８はポリグロビレン製
不織布からなるセパレータである０電解液の溶媒はγ−
ブチロラクトンと１．２−ジメトキシエタンとの等容積
混合溶媒を用い、電解質はホウフッ化リチウムとトリフ
ルオロメタンスルフォン酸リチウムを次表の様に組成比
（モル比）を変化させ、全体で１モル／ｌの濃度に溶質
を溶解させた。この電気化学装置をＡ−１〜Ａ−９とし
た０但し、Ａ−１は前述した従来品である〇尚、装置の
大きさは直径２０朋、厚さ２．０閣である。
また実施例として負極合金に、鉛、カドミウムを用いた
が、他にリチウム吸蔵能力を持つビスマス、インジウム
等を用いても同様に適用できる０さらに、溶質としてホ
ウ７ツ化リチウムの代わりに、過塩素酸リチウム（Ｌ
１（ＪＯ４） 、リチウムアルミニウムクロライド（Ｌ
Ｉ Ａ １１ Ｃ１４）等も同様に適用できる。
が、他にリチウム吸蔵能力を持つビスマス、インジウム
等を用いても同様に適用できる０さらに、溶質としてホ
ウ７ツ化リチウムの代わりに、過塩素酸リチウム（Ｌ
１（ＪＯ４） 、リチウムアルミニウムクロライド（Ｌ
Ｉ Ａ １１ Ｃ１４）等も同様に適用できる。
これらの装置を用い、６０℃雰囲気中で、２．８Ｖの定
電圧（保護抵抗＝５００９）で４時間充電を行った後３
Ｋ Ｑの定抵抗で放電を４時間行う充放電サイクルを
繰り返した。各サイクル毎の放電において、２ｖから１
ｖまでの放電容量を求め、第２図に示した。
電圧（保護抵抗＝５００９）で４時間充電を行った後３
Ｋ Ｑの定抵抗で放電を４時間行う充放電サイクルを
繰り返した。各サイクル毎の放電において、２ｖから１
ｖまでの放電容量を求め、第２図に示した。
また同装置を用いて、６０℃雰囲気中において、３ｖの
定電圧を加えた状態で保存し、１０日毎に各装置の内部
抵抗値と、室温にて１ｏＫＱの定抵抗で放電させた場合
の２ｖから１ｖまでの放電容量を測定し、それらの経時
変化を調査した。その結果を第３図に示した。
定電圧を加えた状態で保存し、１０日毎に各装置の内部
抵抗値と、室温にて１ｏＫＱの定抵抗で放電させた場合
の２ｖから１ｖまでの放電容量を測定し、それらの経時
変化を調査した。その結果を第３図に示した。
第２図及び第３図から、Ａ−１の従来構成に比べ、トリ
フルオロメタンスルフォン酸リチウムを添加したものは
、６０℃雰囲気中で充放電を繰り返しても、容量の劣下
が少なく、装置の寿命は大幅に伸びる。また、少量の添
加で効果があるため、高温雰囲気中で、負荷を加えた状
態で保存しても、内部抵抗の上昇及びそれに伴う電気容
量の劣下を、従来品と殆んど変わらない程度にすること
ができる０ 発明の効果 以上の説明から明らかなように、電解液の溶質にトリフ
ルオロメタンスルフォン酸リチウムを添加することによ
り高温雰囲気中で充放電を繰り返しても、容量劣下の少
い、優れた電気化学装置を得ることができる。
フルオロメタンスルフォン酸リチウムを添加したものは
、６０℃雰囲気中で充放電を繰り返しても、容量の劣下
が少なく、装置の寿命は大幅に伸びる。また、少量の添
加で効果があるため、高温雰囲気中で、負荷を加えた状
態で保存しても、内部抵抗の上昇及びそれに伴う電気容
量の劣下を、従来品と殆んど変わらない程度にすること
ができる０ 発明の効果 以上の説明から明らかなように、電解液の溶質にトリフ
ルオロメタンスルフォン酸リチウムを添加することによ
り高温雰囲気中で充放電を繰り返しても、容量劣下の少
い、優れた電気化学装置を得ることができる。
第１図は本発明の実施例における充電可能な電気化学装
置の縦断面図、第２図、第３図は本発明の実施例におけ
る各種電気化学装置の試験結果を示す図である。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、３・・
・・・・ガスケット、４・・・・・・正極、６・・・・
・・正極集電体、６・・・・・負極、８・・・・・・セ
パレータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名イー
ーーｉ〜又 ２−Ｉ丁Ｃ祉 ３− り”又ゲット ４−一一正不盃。 と−〜゛巴イｂ−タ ３２ 図
置の縦断面図、第２図、第３図は本発明の実施例におけ
る各種電気化学装置の試験結果を示す図である。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、３・・
・・・・ガスケット、４・・・・・・正極、６・・・・
・・正極集電体、６・・・・・負極、８・・・・・・セ
パレータ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名イー
ーーｉ〜又 ２−Ｉ丁Ｃ祉 ３− り”又ゲット ４−一一正不盃。 と−〜゛巴イｂ−タ ３２ 図
Claims (3)
- （１）活性炭からなる正極と、リチウム合金からなる負
極と、非水溶媒からなる電解液とから構成される電気化
学装置であって、電解液の溶質がトリフルオロメタンス
ルフォン酸リチウム（ＬｉＣＦ＿３ＳＯ＿３）を含む２
成分以上の混合溶質からなる充電可能な電気化学装置。 - （２）電解液の溶質が、ホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ
＿４）、リチウムアルミニウムクロライド（ＬｉＡｌＣ
ｌ＿４）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ＿４）のうち
の１種、もしくは２種以上と、トリフルオロメタンスル
フォン酸リチウムとの混合溶質である特許請求の範囲第
１項記載の充電可能な電気化学装置。 - （３）混合系溶質において、トリフルオロメタンスルフ
ォン酸リチウムの全溶質に対する組成比がモル比で０．
０５〜０．９である特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の充電可能な電気化学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283357A JPS62143371A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 充電可能な電気化学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60283357A JPS62143371A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 充電可能な電気化学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62143371A true JPS62143371A (ja) | 1987-06-26 |
Family
ID=17664437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60283357A Pending JPS62143371A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 充電可能な電気化学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62143371A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6472470A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Sanyo Electric Co | Nonaqueous electrolyte secondary cell |
| US7874537B2 (en) | 2006-04-27 | 2011-01-25 | Funai Electric Co., Ltd. | Swivel device and video display apparatus equipped with swivel device |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP60283357A patent/JPS62143371A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6472470A (en) * | 1987-09-11 | 1989-03-17 | Sanyo Electric Co | Nonaqueous electrolyte secondary cell |
| US7874537B2 (en) | 2006-04-27 | 2011-01-25 | Funai Electric Co., Ltd. | Swivel device and video display apparatus equipped with swivel device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3532543A (en) | Battery employing lithium - sulphur electrodes with non-aqueous electrolyte | |
| CA2178675C (en) | Nonaqueous secondary battery and negative electrode material therefor | |
| Doeff et al. | Thin film rechargeable room temperature batteries using solid redox polymerization electrodes | |
| JPH08148180A (ja) | 全固体リチウム二次電池 | |
| US4309491A (en) | Electric cell with a non-aqueous electrolyte | |
| US20030203282A1 (en) | Nano-metal electrode rechargeable battery cell | |
| JPH0425676B2 (ja) | ||
| JPS62143371A (ja) | 充電可能な電気化学装置 | |
| US4574113A (en) | Rechargeable cell | |
| JPS58137975A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| EP0130049A2 (en) | Coatings for electrochemical electrodes and methods of making the same | |
| JPH0355770A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH0467302B2 (ja) | ||
| JPS61116758A (ja) | リチウム電池 | |
| CA1245280A (en) | Active material and cathode for electrochemical cells | |
| JPS55111075A (en) | Lithium battery | |
| JPS63259976A (ja) | 充電可能な電気化学装置 | |
| JPS58206063A (ja) | 電池 | |
| JPS63158763A (ja) | 充電可能な電気化学装置 | |
| JPH0451949B2 (ja) | ||
| JPS634554A (ja) | 有機電解質二次電池 | |
| JP3168615B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| KR100525188B1 (ko) | 이차 전지와 그 제조방법 | |
| JPH04363862A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH01189872A (ja) | ポリマー固体電解質二次電池 |