JPS63148570A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPS63148570A JPS63148570A JP61294278A JP29427886A JPS63148570A JP S63148570 A JPS63148570 A JP S63148570A JP 61294278 A JP61294278 A JP 61294278A JP 29427886 A JP29427886 A JP 29427886A JP S63148570 A JPS63148570 A JP S63148570A
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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〉
この発明は非水電解液電池に関し、詳しくは、リチウム
、ナトリウムなどの軽金属を負極活物質に用いる非水系
の一次あるいは二次電池に関するものである。
、ナトリウムなどの軽金属を負極活物質に用いる非水系
の一次あるいは二次電池に関するものである。
〈従来の技術〉
リチウム電池で代表される上記の非水電解液電池は、高
エネルギー密度且つ軽恒であるといった特長のある電池
として広く用いられ、筒形スパイラル形、筒形インサイ
ドアウト形、コイン形あるいはピン形などの形式のもの
が知られている。この種の電池では、上述の軽金属を活
物質とする負極に、二酸化マンガンやフッ化カーボンな
どを活物質とする正極を組合せて構成される。またプロ
ピレンカーボネートやγ−ブチロラクトンあるいはジメ
トキシエタンといった非水性の有機溶媒に、過塩素酸リ
チウム（Ｌ ｉ Ｃ２０４）やテトラフルオＤ ｉＲつ
酸リチウム（ＬｉＢＦ４）あるいはへキサフルオ叱ノン
酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのアルカリ金属塩を溶質
として溶解した非水電解液を用いた構成が採られている
。
エネルギー密度且つ軽恒であるといった特長のある電池
として広く用いられ、筒形スパイラル形、筒形インサイ
ドアウト形、コイン形あるいはピン形などの形式のもの
が知られている。この種の電池では、上述の軽金属を活
物質とする負極に、二酸化マンガンやフッ化カーボンな
どを活物質とする正極を組合せて構成される。またプロ
ピレンカーボネートやγ−ブチロラクトンあるいはジメ
トキシエタンといった非水性の有機溶媒に、過塩素酸リ
チウム（Ｌ ｉ Ｃ２０４）やテトラフルオＤ ｉＲつ
酸リチウム（ＬｉＢＦ４）あるいはへキサフルオ叱ノン
酸リチウム（ＬｉＰＦ６）などのアルカリ金属塩を溶質
として溶解した非水電解液を用いた構成が採られている
。
ところで、上記の非水電解液において用いられる有機溶
媒は、高イオン導電性の液となるために高誘電率、低粘
度でおり、また電池の作動温度範囲を広くするために高
沸点で低融点なものが好ましい。一方、この有機溶媒に
溶かす上記の溶質としては、良好なイオン導電性を得る
ために有機溶媒に十分溶解し解離すると共に、電極活物
質などと化学反応せず、また高温においても分解や変質
などによる劣化のしにくい安定なものが好適に用いられ
る。このため、現用の非水電解液電池では、プロピレン
カーボネート単独またはこれと他め溶媒との混合溶媒か
らなる電解液溶媒に、過塩素酸リチウムを単独で溶質と
して溶解させた非水電解液を使用する構成が広く採られ
ている。
媒は、高イオン導電性の液となるために高誘電率、低粘
度でおり、また電池の作動温度範囲を広くするために高
沸点で低融点なものが好ましい。一方、この有機溶媒に
溶かす上記の溶質としては、良好なイオン導電性を得る
ために有機溶媒に十分溶解し解離すると共に、電極活物
質などと化学反応せず、また高温においても分解や変質
などによる劣化のしにくい安定なものが好適に用いられ
る。このため、現用の非水電解液電池では、プロピレン
カーボネート単独またはこれと他め溶媒との混合溶媒か
らなる電解液溶媒に、過塩素酸リチウムを単独で溶質と
して溶解させた非水電解液を使用する構成が広く採られ
ている。
〈発明が解決しようとする問題点〉
しかしながら、上記の過塩素酸リチウムは有機溶媒と混
合した状態では不安定で爆発などの危険があるため、こ
れを用いてなる上記の非水電解液は取扱性が悪く、電池
製造工程の煩雑化を招く他、この非水電解液を用いて作
製した電池において、外部短絡時や充電時などにおｔプ
る電池内部よりの加熱あるいは火中投入時における外部
よりの加熱などにより電池ｇ度が上昇した場合には、非
水電解液の爆発に起因する電池の破裂などの事故が起こ
る可能性が高く、電池破裂により外部に飛散したリチウ
ムなどの軽金属の発火による火災事故は免れない。特に
、筒形スパイラル電池のように大電流の取出しができる
電池の場合は外部ショート時に流れる大電流によって電
池温度上昇の度合が大きいのでこの危険性が高く、重大
な発火事故を起こし易いという問題がおる。
合した状態では不安定で爆発などの危険があるため、こ
れを用いてなる上記の非水電解液は取扱性が悪く、電池
製造工程の煩雑化を招く他、この非水電解液を用いて作
製した電池において、外部短絡時や充電時などにおｔプ
る電池内部よりの加熱あるいは火中投入時における外部
よりの加熱などにより電池ｇ度が上昇した場合には、非
水電解液の爆発に起因する電池の破裂などの事故が起こ
る可能性が高く、電池破裂により外部に飛散したリチウ
ムなどの軽金属の発火による火災事故は免れない。特に
、筒形スパイラル電池のように大電流の取出しができる
電池の場合は外部ショート時に流れる大電流によって電
池温度上昇の度合が大きいのでこの危険性が高く、重大
な発火事故を起こし易いという問題がおる。
〈問題点を解決するための手段〉
本発明者は上記問題を解決すべくこの種の電解液に用い
る溶質の検問を行なった所、Ｌ ｉ ＣＦ３３０３及び
ＬｉＣｌＯ４を併用した時には所期の目的を達成できる
ことを見出して本発明を完成した。
る溶質の検問を行なった所、Ｌ ｉ ＣＦ３３０３及び
ＬｉＣｌＯ４を併用した時には所期の目的を達成できる
ことを見出して本発明を完成した。
即ち、この発明の非水電解液電池は、リチウム、ナトリ
ウムなどの軽金属を活物質とする負極にセパレータを介
して正極を組合せてなる非水電解液電池において、２メ
チルテトラヒドロフラン、２メチルジオキソラン、４メ
ヂルジオギソラン、ジオキサンより選ばれる少なくとも
一種からなる有は溶媒にプロピレンカーボネートを混合
した電解液溶媒に、溶質とじてＬ ！ ＣＦ３ Ｓ ０
３及びＬｉＣｌＯ４を溶解してなる非水電解液を用いた
ことを要旨とする。
ウムなどの軽金属を活物質とする負極にセパレータを介
して正極を組合せてなる非水電解液電池において、２メ
チルテトラヒドロフラン、２メチルジオキソラン、４メ
ヂルジオギソラン、ジオキサンより選ばれる少なくとも
一種からなる有は溶媒にプロピレンカーボネートを混合
した電解液溶媒に、溶質とじてＬ ！ ＣＦ３ Ｓ ０
３及びＬｉＣｌＯ４を溶解してなる非水電解液を用いた
ことを要旨とする。
く作 用〉
上記で溶質として（Ｊ（用するＬ ！ ＣＦ３５０３は
、有機溶媒中でＬｉＣｌＯ４よりはるかに安定であり、
また高温での保存特性が極めてよく、高温保存時などに
おける劣化が非常に小さい。
、有機溶媒中でＬｉＣｌＯ４よりはるかに安定であり、
また高温での保存特性が極めてよく、高温保存時などに
おける劣化が非常に小さい。
よって、上記手段を用いることで、非水電解液の安全性
が高まり、電池作製時における取扱性向上並びに電池使
用時における安全性向上などを図ることができる。
が高まり、電池作製時における取扱性向上並びに電池使
用時における安全性向上などを図ることができる。
尚、Ｌ ｉ ＣＦ３ ＳＯ３はＬＩＣｆ！、０４より導
電性が低いため、あまりに多く使用すると電解液の導電
率低下によって電池放電性能の実質的な低下を（８く。
電性が低いため、あまりに多く使用すると電解液の導電
率低下によって電池放電性能の実質的な低下を（８く。
一方、その使用量が少なすぎれば、上記の取扱性及び安
全性が大きく低下して好ましくない。そして、本発明者
の研究によれば、Ｌ ｉ ＣＦ３ ＳＯ３の好適な使用
間は、ＬｉＣｌＯ４に対する混合重但比で０．５〜１０
、好ましくは２〜４の範囲であることが知得されている
。
全性が大きく低下して好ましくない。そして、本発明者
の研究によれば、Ｌ ｉ ＣＦ３ ＳＯ３の好適な使用
間は、ＬｉＣｌＯ４に対する混合重但比で０．５〜１０
、好ましくは２〜４の範囲であることが知得されている
。
〈実施例〉
以下に添付図面を用いてこの発明の詳細な説明する。
有底短円筒状でステンレス製の正極缶１の内底面に、ス
テンレスネット製の正極集電体２を介して、二酸化マン
ガンを主剤とする混合粉末を円盤状に加圧成形して得た
正極３を圧着し、またポリプロピレン不織１５製のセパ
レータ４を介してリチウム負極５を正極３と対向させて
、第１図に示した構造のＣＲ２０２５タイプのリチウム
電池Ａ−Ｃを組立てた。尚、この図において６はステン
レス製の端子板、７はポリプロピレン製の封口ガスケッ
トである。また、上記の正極３及びセパレータ４には、
プロピレンカーボネートに各種有機溶媒を聞合した電解
液溶媒に、Ｌ ！ ＣＦ３ ＳＯ３及びＵＣぶ０４を溶
質として溶解させた非水電解液を所定回注入し吸液させ
である。上記のプロピレンカーボネートと混合させる有
機溶媒として、電池・Ａでは４メチルジオギソランとジ
オキサンとを、また電池Ｂでは２メチルジオキソランと
テ１〜ラヒドロフランとを、更に電池Ｃでは２メチルジ
オキソランとジオキサンとを、それぞれ用いた。また、
上記溶質では、ＬＩＣｆｌ、０４が１に対して２の混合
重母比でＬ ！ ＣＦ３ ＳＯ３を用いた。
テンレスネット製の正極集電体２を介して、二酸化マン
ガンを主剤とする混合粉末を円盤状に加圧成形して得た
正極３を圧着し、またポリプロピレン不織１５製のセパ
レータ４を介してリチウム負極５を正極３と対向させて
、第１図に示した構造のＣＲ２０２５タイプのリチウム
電池Ａ−Ｃを組立てた。尚、この図において６はステン
レス製の端子板、７はポリプロピレン製の封口ガスケッ
トである。また、上記の正極３及びセパレータ４には、
プロピレンカーボネートに各種有機溶媒を聞合した電解
液溶媒に、Ｌ ！ ＣＦ３ ＳＯ３及びＵＣぶ０４を溶
質として溶解させた非水電解液を所定回注入し吸液させ
である。上記のプロピレンカーボネートと混合させる有
機溶媒として、電池・Ａでは４メチルジオギソランとジ
オキサンとを、また電池Ｂでは２メチルジオキソランと
テ１〜ラヒドロフランとを、更に電池Ｃでは２メチルジ
オキソランとジオキサンとを、それぞれ用いた。また、
上記溶質では、ＬＩＣｆｌ、０４が１に対して２の混合
重母比でＬ ！ ＣＦ３ ＳＯ３を用いた。
そして、電池Ａ〜Ｃについて夫々、電解液溶媒中に溶解
させるＬ ｉ ＣＦ３３０３とＬｉＣ，２０４とからな
る溶質ノ濃度（ｍｏｌ／ｆ！、）を種々変えた電池を作
り、これらの電池を環境温度２０’Ｃにおいて抵抗１５
にΩで終止電圧２．５ｖまで連続放電させ、それらの放
電容量（ｍＡｈ）を測定した。この測定結果をプロツト
シて第２図に示すグラフを得た。第２図より、Ｌ ！
ＣＦ３ ＳＯ３とＵＣβ０４とからなる溶質の濃度を０
．３〜２．５ ｍｏｔ／Ｊ２程度とした場合には電池Ａ
−Ｃの放電容量の向上がみられ、この範囲が電池性能上
好ましい濃度であることがわかる。
させるＬ ｉ ＣＦ３３０３とＬｉＣ，２０４とからな
る溶質ノ濃度（ｍｏｌ／ｆ！、）を種々変えた電池を作
り、これらの電池を環境温度２０’Ｃにおいて抵抗１５
にΩで終止電圧２．５ｖまで連続放電させ、それらの放
電容量（ｍＡｈ）を測定した。この測定結果をプロツト
シて第２図に示すグラフを得た。第２図より、Ｌ ！
ＣＦ３ ＳＯ３とＵＣβ０４とからなる溶質の濃度を０
．３〜２．５ ｍｏｔ／Ｊ２程度とした場合には電池Ａ
−Ｃの放電容量の向上がみられ、この範囲が電池性能上
好ましい濃度であることがわかる。
また、電池Ａ−Ｃに用いる電解液溶媒において、プロピ
レンカーボネートに対する他の有機溶媒の混合体積比（
他の有機溶媒の体積／プロピレンカーボネートの体積）
を種々変えた電池を作り、これらの電池を上記と同じ条
件で放電ざぜ、それらの放電音ｆｆｉ（（ｍＡｈ）を測
定した。
レンカーボネートに対する他の有機溶媒の混合体積比（
他の有機溶媒の体積／プロピレンカーボネートの体積）
を種々変えた電池を作り、これらの電池を上記と同じ条
件で放電ざぜ、それらの放電音ｆｆｉ（（ｍＡｈ）を測
定した。
この測定結果をプロワ１〜して第３図に示すグラフを得
た。第３図より、混合体積比を０．５〜３程度とした場
合には電池Ａ−Ｃの放電容量の向上がみられ、この範囲
が電池性能上好ましい混合体積比であることがわかる。
た。第３図より、混合体積比を０．５〜３程度とした場
合には電池Ａ−Ｃの放電容量の向上がみられ、この範囲
が電池性能上好ましい混合体積比であることがわかる。
尚、以上は正極活物質に二酸化マンガンを、また負極活
物質にリチウムを、更にプロピレンカーボネートと混合
させる有機溶媒には４メチルジオキソランとジオキサン
との混合溶媒などを夫々用いた例であるが、正極活物質
としてはＭ ＯＯ３やＣｕＯなとの金属酸化物あるいは
ΔｇＣＪ２ やＣｕＣ２２などの金属塩化物おるいはＣ
ｕ「２やＮｆＦ２などの金属弗化物あるいはＣｕＳやＮ
ｉ３３２といった金属硫化物を、また、負極活物質とし
てす１〜リウムやカリウムなどの他の軽金属を、更に上
記有機溶媒として上述の組合せのものの他、２メヂルテ
トラヒドロフラン、２メチルジオキソラン、４メチルジ
オキソラン、ジオキサンより選ばれる有機溶媒を単独ま
たは２種以上混合してなるものを、それぞれ用いた場合
にも同様な結果が１ｑられ、Ｌ ｉ ＣＦ３ Ｓ ０３
とＬｉＣｌＯ４とからなる溶質のＣ度としては０．３〜
２．５ ｍａｌ／βの範囲、プロピレンカーボネートと
混合させる有機溶媒・の混合体積比としては０．５〜３
の範囲がそれぞれ好適であること等が知得されている。
物質にリチウムを、更にプロピレンカーボネートと混合
させる有機溶媒には４メチルジオキソランとジオキサン
との混合溶媒などを夫々用いた例であるが、正極活物質
としてはＭ ＯＯ３やＣｕＯなとの金属酸化物あるいは
ΔｇＣＪ２ やＣｕＣ２２などの金属塩化物おるいはＣ
ｕ「２やＮｆＦ２などの金属弗化物あるいはＣｕＳやＮ
ｉ３３２といった金属硫化物を、また、負極活物質とし
てす１〜リウムやカリウムなどの他の軽金属を、更に上
記有機溶媒として上述の組合せのものの他、２メヂルテ
トラヒドロフラン、２メチルジオキソラン、４メチルジ
オキソラン、ジオキサンより選ばれる有機溶媒を単独ま
たは２種以上混合してなるものを、それぞれ用いた場合
にも同様な結果が１ｑられ、Ｌ ｉ ＣＦ３ Ｓ ０３
とＬｉＣｌＯ４とからなる溶質のＣ度としては０．３〜
２．５ ｍａｌ／βの範囲、プロピレンカーボネートと
混合させる有機溶媒・の混合体積比としては０．５〜３
の範囲がそれぞれ好適であること等が知得されている。
また、以上はコイン形リチウム電池についての例である
が、筒形スパイラル形、筒形インサイドアウト形あるい
はピン形などの細形式の電池についても同様な効果が１
ｑられることは合うまでもない。
が、筒形スパイラル形、筒形インサイドアウト形あるい
はピン形などの細形式の電池についても同様な効果が１
ｑられることは合うまでもない。
〈発明の効果〉
以上のように、この発明の非水電解液電池によれば、電
池作製口４における取扱性向上並びに電池使用時の安全
性向上を図れる等の効果を秦する。
池作製口４における取扱性向上並びに電池使用時の安全
性向上を図れる等の効果を秦する。
第１図は実施例の電池の構造を示した断面図、第２図は
電解液中の溶質の濃度と放電音８との関係を示したグラ
フ、第３図はプロピレンカーボネー１〜に対する有機溶
媒の混合体積比と放電合釘との関係を示したグラフであ
る。 １・・・正極缶、３・・・正極、４・・・セパレータ、
５・・・リチウム負極、６・・・端子板。
電解液中の溶質の濃度と放電音８との関係を示したグラ
フ、第３図はプロピレンカーボネー１〜に対する有機溶
媒の混合体積比と放電合釘との関係を示したグラフであ
る。 １・・・正極缶、３・・・正極、４・・・セパレータ、
５・・・リチウム負極、６・・・端子板。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、リチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物質とする
負極にセパレータを介して正極を組合せてなる非水電解
液電池において、２メチルテトラヒドロフラン、２メチ
ルジオキソラン、４メチルジオキソラン、ジオキサンよ
り選ばれる少なくとも一種からなる有機溶媒にプロピレ
ンカーボネートを混合した電解液溶媒に、溶質としてＬ
ｉＣＦ＿３ＳＯ＿３及びＬｉＣｌＯ＿４を溶解してなる
非水電解液を用いたことを特徴とする非水電解液電池。 ２、正極の活物質が二酸化マンガンであることを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載の非水電解液電池。 ３、前記溶質において、ＬｉＣｌＯ＿４に対するＬｉＣ
Ｆ＿３ＳＯ＿３の混合重量比が０．５〜１０であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
非水電解液電池。 ４、前記非水電解液における前記溶質の濃度が０．３〜
２．５ｍｏｌ／ｌであることを特徴とする特許請求の範
囲第１項、第２項または第３項記載の非水電解液電池。 ５、前記電解液溶媒において、プロピレンカーボネート
に対する前記有機溶媒の混合体積比が０．５〜３である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３
項または第４項記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294278A JPS63148570A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61294278A JPS63148570A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63148570A true JPS63148570A (ja) | 1988-06-21 |
Family
ID=17805636
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61294278A Withdrawn JPS63148570A (ja) | 1986-12-10 | 1986-12-10 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63148570A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58214280A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム二次電池用非水電解液 |
| JPS59108281A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-22 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
| JPS59134568A (ja) * | 1983-01-24 | 1984-08-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム電池用電解液 |
-
1986
- 1986-12-10 JP JP61294278A patent/JPS63148570A/ja not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58214280A (ja) * | 1982-06-08 | 1983-12-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム二次電池用非水電解液 |
| JPS59108281A (ja) * | 1982-12-10 | 1984-06-22 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
| JPS59134568A (ja) * | 1983-01-24 | 1984-08-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | リチウム電池用電解液 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |