JPS62290074A - 有機電解質二次電池 - Google Patents
有機電解質二次電池Info
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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
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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】
３、発明の詳細な説明
産業上の利用分野
本発明は、負極にリチウムなどを用いた有機電解質二次
電池の改良に関するものであり、特に有機電解質の溶媒
を改良し、負極の充放電の電流効率を向上させるもので
ある。
電池の改良に関するものであり、特に有機電解質の溶媒
を改良し、負極の充放電の電流効率を向上させるもので
ある。
従来の技術
リチウムなどのアルカリ金属を負極に用いた有機電解質
電池は、従来の鉛やニカド蓄電池に比べ、高エネルギー
密度になることが期待され、研究が活発に行われている
。その代表的な例として、負極にリチウム金属、正極に
二硫化チタン（ＴｉＳ２ ）２ヘ−ノ を用い、有機電解質の溶質として、過塩素酸リチｆｙ
ム（Ｌｉ（ＪＯ４）や１、キサフヨロアルミネート（Ｌ
ｉＡｓＦ６）、溶媒にプロピレンカーボネート（ｐｃ）
や２−メチルテトラヒドロフラン（２−ｗｅ−ＴＨＦ）
を用いたものがある。
電池は、従来の鉛やニカド蓄電池に比べ、高エネルギー
密度になることが期待され、研究が活発に行われている
。その代表的な例として、負極にリチウム金属、正極に
二硫化チタン（ＴｉＳ２ ）２ヘ−ノ を用い、有機電解質の溶質として、過塩素酸リチｆｙ
ム（Ｌｉ（ＪＯ４）や１、キサフヨロアルミネート（Ｌ
ｉＡｓＦ６）、溶媒にプロピレンカーボネート（ｐｃ）
や２−メチルテトラヒドロフラン（２−ｗｅ−ＴＨＦ）
を用いたものがある。
発明が解決しようとする問題点
これらの電池では、負極の充放電の電流効率が６０〜ｓ
ｏ％と低いために未だに実用化されていないＯ 問題点を解決するための手段 本発明では、従来の有機電解質の溶媒に代えて、３の位
置の水素をアセチル基で置換したエチレンカーボネート
を使用することを特徴としている。
ｏ％と低いために未だに実用化されていないＯ 問題点を解決するための手段 本発明では、従来の有機電解質の溶媒に代えて、３の位
置の水素をアセチル基で置換したエチレンカーボネート
を使用することを特徴としている。
作用
従来のＰＣや２−Ｍｅ−ＴＨＦを溶媒として用いた有機
電解質中で負極リチウムを充電すると、活性なリチウム
のため、析出したリチウムの一部が溶媒と反応して、リ
チウムの塩が生成する。例えばｐｃ中では、次式のよう
に ３へ−７ ２Ｌｉ ＋０Ｈ３−ＯＨ−ＣＨ２→Ｌｉ２ＣＯ３＋ Ｃ
Ｈ３−ＯＨ＝ ＣＨ２析出したリチウムが炭酸リチウム
になることが報告されている。２−Ｍｅ−ＴＨＦの場合
にも、この溶−がリチウムと反応すると考えられる。こ
のため負極の電流効率（充電に用した電荷量に対する、
放電可能な電荷量）は、６０〜ｓｏ％と低かった。
電解質中で負極リチウムを充電すると、活性なリチウム
のため、析出したリチウムの一部が溶媒と反応して、リ
チウムの塩が生成する。例えばｐｃ中では、次式のよう
に ３へ−７ ２Ｌｉ ＋０Ｈ３−ＯＨ−ＣＨ２→Ｌｉ２ＣＯ３＋ Ｃ
Ｈ３−ＯＨ＝ ＣＨ２析出したリチウムが炭酸リチウム
になることが報告されている。２−Ｍｅ−ＴＨＦの場合
にも、この溶−がリチウムと反応すると考えられる。こ
のため負極の電流効率（充電に用した電荷量に対する、
放電可能な電荷量）は、６０〜ｓｏ％と低かった。
本発明者は、ＰＣの場合Ｃ−Ｏの結合がＬｌ との反応
により切れると考えて、とのＣの位置の水素をアセチル
基で置換することにより、これらの強い電子吸引性のた
め、Ｃ−Ｏの結合は切れにくくなり、これにより電流効
率は向上すると考えた。
により切れると考えて、とのＣの位置の水素をアセチル
基で置換することにより、これらの強い電子吸引性のた
め、Ｃ−Ｏの結合は切れにくくなり、これにより電流効
率は向上すると考えた。
さらに、カーボネートの骨格をエチレンカーボネートと
することにより、ＣＨ３基の電子供与性はなくなり、充
放電の電流効率は増加すると考えた。
することにより、ＣＨ３基の電子供与性はなくなり、充
放電の電流効率は増加すると考えた。
例えば、３の位置をアセチル基で置換した３−アセチル
エチレンカーボネートは次式のような構造となる。
エチレンカーボネートは次式のような構造となる。
ＯＨ５
実施例
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
ビーカー形セル中で負極リチウムの電流効率を検討した
。大きさ２ｍ×２（７）のニッケル板を負極の集電体と
し、これにリードとしてニッケルリボンを付けた。対極
には白金を用い、照合電極にはリチウムを用いた。この
セル中に各種有機電解質を入れ、４ｍＡで２時間充電し
たのち、４ｍ人で負極の電位が照合電極に対して１．Ｏ
Ｖになるまで放電した。この充電放電をくシ返した。電
流効率は、充電した電荷量に対する放電できた電荷量で
計算した。例えば、放電が１・５時間であるならば、（
１，５ｈｒＸ４ｍＡ）／（２ｈｒＸ４ｍＡ）Ｘ１００＝
７５％５べ−１ となる。この充放電’ｊ５５０サイクルくり返して、平
均の電流効率を求めた。この値が大きい程、析出したリ
チウムは溶媒と反応していないことになる。溶質は全て
濃度１モル／ｌのＬｉＣｌＯ４を用いた。結果を表に示
す。
。大きさ２ｍ×２（７）のニッケル板を負極の集電体と
し、これにリードとしてニッケルリボンを付けた。対極
には白金を用い、照合電極にはリチウムを用いた。この
セル中に各種有機電解質を入れ、４ｍＡで２時間充電し
たのち、４ｍ人で負極の電位が照合電極に対して１．Ｏ
Ｖになるまで放電した。この充電放電をくシ返した。電
流効率は、充電した電荷量に対する放電できた電荷量で
計算した。例えば、放電が１・５時間であるならば、（
１，５ｈｒＸ４ｍＡ）／（２ｈｒＸ４ｍＡ）Ｘ１００＝
７５％５べ−１ となる。この充放電’ｊ５５０サイクルくり返して、平
均の電流効率を求めた。この値が大きい程、析出したリ
チウムは溶媒と反応していないことになる。溶質は全て
濃度１モル／ｌのＬｉＣｌＯ４を用いた。結果を表に示
す。
これより、３の位置の水素をアセチル基で置換すること
により、充放電の電流効率は増大することがわかる。
により、充放電の電流効率は増大することがわかる。
実施例２
負極に直径１７・ｓｕｍ、厚さ０．５朋の円板状リチウ
ムを用いた。この時の理論充填容量は２４７ ｍＡｈで
ある。正極には、ＴｉＳ２１ｏｏ重量部に導電剤として
のアセチレンブラック１０重量部、結着剤と６へ 。
ムを用いた。この時の理論充填容量は２４７ ｍＡｈで
ある。正極には、ＴｉＳ２１ｏｏ重量部に導電剤として
のアセチレンブラック１０重量部、結着剤と６へ 。
してのポリ４フツ化エチレン樹脂１ｏ重量部を加えた合
剤０．４９を直径１７．６ｆｆの円板状に圧縮成形した
ものを用いた。この時の理論充填容量は帥ｍＡｈであっ
た。これらの正極、負極により扁平形電池を試作した。
剤０．４９を直径１７．６ｆｆの円板状に圧縮成形した
ものを用いた。この時の理論充填容量は帥ｍＡｈであっ
た。これらの正極、負極により扁平形電池を試作した。
この電池の構造を第１図に示す。
第１図において、１は電池ケース、２は封口板、３は負
極、４はセパレータ、６は正極、６はガスケットである
。
極、４はセパレータ、６は正極、６はガスケットである
。
この電池を２ｍＡの定電流で充放電をくり返した。放電
は電池電圧が１．２ｖになる時点で、充電は２．８ｖに
なる時点でそれぞれ止めた。有機電解質の溶質には１モ
ル／ｌのＬｉＡｓＦ ６ を用いた。各電池の有機電
解質量は全て２００μｌとした。有機電解質の溶媒に本
発明の３−アセチルエチレンカーボネートを用いた電池
を人とし、従来のＰＣ２２−Ｍｅ−ＴＨＦを用いた電池
を各々Ｂ、Ｃとする。
は電池電圧が１．２ｖになる時点で、充電は２．８ｖに
なる時点でそれぞれ止めた。有機電解質の溶質には１モ
ル／ｌのＬｉＡｓＦ ６ を用いた。各電池の有機電
解質量は全て２００μｌとした。有機電解質の溶媒に本
発明の３−アセチルエチレンカーボネートを用いた電池
を人とし、従来のＰＣ２２−Ｍｅ−ＴＨＦを用いた電池
を各々Ｂ、Ｃとする。
第２図にはこれら電池の各サイクルにおける放電電気量
をプロットした。これより本発明の３の位置の水素をア
セチル基で置換したエチレンカーボネートを用いること
により、電池のサイクル特性７へ が向上することがわかる。これは、実施例１に示したよ
うに負極の充放電の電流効率が向上したためである。
をプロットした。これより本発明の３の位置の水素をア
セチル基で置換したエチレンカーボネートを用いること
により、電池のサイクル特性７へ が向上することがわかる。これは、実施例１に示したよ
うに負極の充放電の電流効率が向上したためである。
以上は、リチウムを負極として用いた実施例について述
べたが、負極にリチウム−アルミニウム合金や、負極に
鉛、スズ、ビスマス、カドミウムなどの合金を用いて、
充電により負極中にリチウムを吸蔵させ、放電で吸蔵し
たリチウムを放出させる電極に対しても、本発明の溶媒
は大きな効果を有した。
べたが、負極にリチウム−アルミニウム合金や、負極に
鉛、スズ、ビスマス、カドミウムなどの合金を用いて、
充電により負極中にリチウムを吸蔵させ、放電で吸蔵し
たリチウムを放出させる電極に対しても、本発明の溶媒
は大きな効果を有した。
また正極については、ＴｉＳ２の場合のみを示したが、
本発明の溶媒が負極に対して大きな効果を有するのであ
り、他の活物質を正極に用いても、電池の負極の充放電
効率は向上し、それに伴い電池のサイクル特性は向上す
る。
本発明の溶媒が負極に対して大きな効果を有するのであ
り、他の活物質を正極に用いても、電池の負極の充放電
効率は向上し、それに伴い電池のサイクル特性は向上す
る。
発明の効果
以上のように、本発明により、負極の充放電の電流効率
が向上し、電池のサイクル特性が向上する０
が向上し、電池のサイクル特性が向上する０
第１図は実施例に用いた電池の縦断面図、第２図は各種
溶媒を用いた電池のサイクル特性を示す図である。人が
本発明のもの、ｓ、ｃが従来例である。 ３・・・・・・負極、４・・・・・・セパレータ、５・
・・・・・正極。
溶媒を用いた電池のサイクル特性を示す図である。人が
本発明のもの、ｓ、ｃが従来例である。 ３・・・・・・負極、４・・・・・・セパレータ、５・
・・・・・正極。
Claims (1)
- 負極と正極と有機電解質とからなり、有機電解質の溶媒
に、３の位置の水素をアセチル基で置換したエチレンカ
ーボネートを用いたことを特徴とする有機電解質二次電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61133307A JPH0719620B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 有機電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61133307A JPH0719620B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 有機電解質二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62290074A true JPS62290074A (ja) | 1987-12-16 |
| JPH0719620B2 JPH0719620B2 (ja) | 1995-03-06 |
Family
ID=15101607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61133307A Expired - Fee Related JPH0719620B2 (ja) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | 有機電解質二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0719620B2 (ja) |
-
1986
- 1986-06-09 JP JP61133307A patent/JPH0719620B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0719620B2 (ja) | 1995-03-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |