JPS63259975A - 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
- JPS63259975A JPS63259975A JP62095605A JP9560587A JPS63259975A JP S63259975 A JPS63259975 A JP S63259975A JP 62095605 A JP62095605 A JP 62095605A JP 9560587 A JP9560587 A JP 9560587A JP S63259975 A JPS63259975 A JP S63259975A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gamma
- mixed solvent
- electrochemical device
- charge
- electrolyte
- 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
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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
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
-
- 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
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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、移動用直流電源、バックアップ電源などに用
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
の装置での電解液には、プロピレンカーボネート（以下
ＰＣと呼ぶ）やγ−ブチロラクトン（以下１−ＢＬと呼
ぶ）さらには、１．２−ジメトキシエタン（以下ＤＭＥ
と呼ぶ）などの混合溶媒に、ホウフッ化リチウム（Ｌ
Ｉ Ｂ Ｆ４）あるいは過塩素酸リチウム（Ｌｉ（ＪＯ
４）などの溶質を溶解したものが用いられていた。
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
の装置での電解液には、プロピレンカーボネート（以下
ＰＣと呼ぶ）やγ−ブチロラクトン（以下１−ＢＬと呼
ぶ）さらには、１．２−ジメトキシエタン（以下ＤＭＥ
と呼ぶ）などの混合溶媒に、ホウフッ化リチウム（Ｌ
Ｉ Ｂ Ｆ４）あるいは過塩素酸リチウム（Ｌｉ（ＪＯ
４）などの溶質を溶解したものが用いられていた。
発明が解決しようとする問題点
この従来構成において、ＰＣは充放電サイクル特性に比
較的すぐれ、ｒ−ＢＬは耐過放電特性にすぐれ、ＤＭＥ
は粘度が低く、電解液の流動性をよくしたり負荷特性を
向上させるな°どの効果を有していることが判り、目的
に応じＰＣと７−ＢＬの混合溶媒や、ＰＣとγ−ＢＬ、
ＤＭＥの三成分混合溶媒が用いられていた。しかし、こ
のような電解液を用いていても必ずしも充放電サイクル
寿命は十分とはいえず改善が望まれていた。その理由の
１つとして、ＰＣに問題があり充放電を長期にくり返す
と、常温では約２０ｏＯ〜３ｏ００サイクル付近でＰＣ
が何らかの変質あるいは分解をし、充放電サイクル寿命
が低下すると考えられている。
較的すぐれ、ｒ−ＢＬは耐過放電特性にすぐれ、ＤＭＥ
は粘度が低く、電解液の流動性をよくしたり負荷特性を
向上させるな°どの効果を有していることが判り、目的
に応じＰＣと７−ＢＬの混合溶媒や、ＰＣとγ−ＢＬ、
ＤＭＥの三成分混合溶媒が用いられていた。しかし、こ
のような電解液を用いていても必ずしも充放電サイクル
寿命は十分とはいえず改善が望まれていた。その理由の
１つとして、ＰＣに問題があり充放電を長期にくり返す
と、常温では約２０ｏＯ〜３ｏ００サイクル付近でＰＣ
が何らかの変質あるいは分解をし、充放電サイクル寿命
が低下すると考えられている。
問題点を解決するための手段
前記のリチウム負極を用いた装置等、とくに正極に活性
炭を用いた装置系の充放電特性を改良するため、本発明
では電解液として、これまでのＰＣ系にかわり１ブチレ
ンカーボネート（以下ＢＣと呼ぶ）を主とした混合溶媒
にリチウム塩を溶解したものを採用するものである。さ
らには高温特性の改良のため従来用いていたＤＭＥにか
わり１，２ジエトキシエタン（以下ＤＥＥと呼ぶ）を採
用するものである。
炭を用いた装置系の充放電特性を改良するため、本発明
では電解液として、これまでのＰＣ系にかわり１ブチレ
ンカーボネート（以下ＢＣと呼ぶ）を主とした混合溶媒
にリチウム塩を溶解したものを採用するものである。さ
らには高温特性の改良のため従来用いていたＤＭＥにか
わり１，２ジエトキシエタン（以下ＤＥＥと呼ぶ）を採
用するものである。
作 用
第１表に、各溶媒の物性を示した。物性面だけから充放
電サイクル特性を推定することはできないが、一般的に
は、誘電率及び粘度の高い方が、充放電サイクル特性に
すぐれ、沸点の高い方が高温に強く、融点の低い方が低
温に強いと考えられる。
電サイクル特性を推定することはできないが、一般的に
は、誘電率及び粘度の高い方が、充放電サイクル特性に
すぐれ、沸点の高い方が高温に強く、融点の低い方が低
温に強いと考えられる。
これらの点より、充放電サイクル特性にはＢＣやＰＣが
有効で、高温特性にはＤＭＥが不利と考えられるがＤＥ
Ｅは沸点がＤＭＥより３０℃以上も高く、高温特性の改
良が相当に期待される。
有効で、高温特性にはＤＭＥが不利と考えられるがＤＥ
Ｅは沸点がＤＭＥより３０℃以上も高く、高温特性の改
良が相当に期待される。
以上の点より、ＢＣとγ−ＢＬの二成分混合溶媒、さら
にはＢＣとγ−ＢＬ、ＤＭＥ及び、ＢＣとγ−ＢＬ、Ｄ
ＥＥなどの三成分混合溶媒を検討したととる、充放電特
性、高温特性が著しく改善されることが判った。
にはＢＣとγ−ＢＬ、ＤＭＥ及び、ＢＣとγ−ＢＬ、Ｄ
ＥＥなどの三成分混合溶媒を検討したととる、充放電特
性、高温特性が著しく改善されることが判った。
第１表
実施例
第１図は正極に活性炭、負極にリチウム合金、及び非水
溶媒からなる電解液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、料を打抜き加工した負極端子をなす封口板、３
はケースと封口板とを絶縁するポリプロピレン製ガスケ
ット、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バージ目ン（固形
分比的６０％）を固形分で２０重量蔀混練し、シート状
に成形した後、正極集電体６をなす厚さ０ 、２ ｔｍ
のチタンラス板に転写したものである。
溶媒からなる電解液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、料を打抜き加工した負極端子をなす封口板、３
はケースと封口板とを絶縁するポリプロピレン製ガスケ
ット、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バージ目ン（固形
分比的６０％）を固形分で２０重量蔀混練し、シート状
に成形した後、正極集電体６をなす厚さ０ 、２ ｔｍ
のチタンラス板に転写したものである。
その後高温真空乾燥した後、厚さ０．７ｆｌにそろえ、
直径１４．０ｆｉのペレットに打ち抜き、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はリチウム吸蔵負極合金であり、ビスマス２
０重量部鉛６０重量部、カドミウム２７重量部、リチウ
ム３重量部からなり、厚さ０．１ ｆｉ 、直径１５．
で封口板３の裏面に圧着した。
直径１４．０ｆｉのペレットに打ち抜き、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はリチウム吸蔵負極合金であり、ビスマス２
０重量部鉛６０重量部、カドミウム２７重量部、リチウ
ム３重量部からなり、厚さ０．１ ｆｉ 、直径１５．
で封口板３の裏面に圧着した。
７は負極集電体であり、線径０．１ｆｌで６０メツシユ
のステンレス鋼ネットを用いた。８はポリプロピレン製
不織布からなるセパレータである。
のステンレス鋼ネットを用いた。８はポリプロピレン製
不織布からなるセパレータである。
電解液はその溶媒を第２表の如く調整し、これらに溶質
としてホウフッ化リチウムを１−１ニル／ｌ溶解したも
のを用いた。これらの電気化学装置をＡ−１〜Ａ−４と
する。このうちＡ−４は従来の電解液である。
としてホウフッ化リチウムを１−１ニル／ｌ溶解したも
のを用いた。これらの電気化学装置をＡ−１〜Ａ−４と
する。このうちＡ−４は従来の電解液である。
第２表
これらの装置を用い、以下に示す充放電条件で、常温及
び６０℃の各温度で充放電テストを行なった。
び６０℃の各温度で充放電テストを行なった。
充電条件：充電々圧３Ｖ、充電抵抗１００Ω。
充電時間１ｈ
放電条件：負荷抵抗１にΩ、放電時間１ｈ初期サイクル
において電圧が３ｖから２ｖをまで切る時間を１ｏＯと
したとき、各サイクルにおいて、２ｖを切る時間が何％
かを算出し、充放電サイクル寿命を比較した。この結果
を第２図及び第３図に示した。
において電圧が３ｖから２ｖをまで切る時間を１ｏＯと
したとき、各サイクルにおいて、２ｖを切る時間が何％
かを算出し、充放電サイクル寿命を比較した。この結果
を第２図及び第３図に示した。
第２図から明らかなようにＡ−４のＰＣを用いた従来品
では、２０００サイクルから３０００サイクルの間で劣
化しているが、ＢＣを用いた系列のＡ−１〜Ａ−３はい
づれも５０００サイクルを経過しても８０％の電気容量
が確保されている。
では、２０００サイクルから３０００サイクルの間で劣
化しているが、ＢＣを用いた系列のＡ−１〜Ａ−３はい
づれも５０００サイクルを経過しても８０％の電気容量
が確保されている。
また第３図の６０℃雰囲気では、Ａ−４の従来品が一番
早く落ち、ＤＭＥを用いているＡ−３はＡ−４より若干
伸びているが、割合に早く落ちている。これはやはり、
ＤＭＥが高温に弱いためと考えられる。
早く落ち、ＤＭＥを用いているＡ−３はＡ−４より若干
伸びているが、割合に早く落ちている。これはやはり、
ＤＭＥが高温に弱いためと考えられる。
以上のことより、常温での充放電サイクルはＰＣよりＢ
Ｃの方が明らかにすぐれ、高温充放電サイクルにおいて
は、ＤＭＥよりＤＥＥの方がはるかにすぐれている。
Ｃの方が明らかにすぐれ、高温充放電サイクルにおいて
は、ＤＭＥよりＤＥＥの方がはるかにすぐれている。
さらに、これらの装置を用い、３ｖに充電した後、５ｍ
Ａの強負荷放電を行ない各装置の瞬間的な電圧降下度を
調べたが、ＤＥＥ、ＤＭＥを添加したものは、約２００
ｍＶ程度で添加していないものと較べ、電圧降下が約半
分程度に小さかった。
Ａの強負荷放電を行ない各装置の瞬間的な電圧降下度を
調べたが、ＤＥＥ、ＤＭＥを添加したものは、約２００
ｍＶ程度で添加していないものと較べ、電圧降下が約半
分程度に小さかった。
このことから、単に充放電サイクルのみを重視する場合
はＢＣとγ−ＢＬの２成分系、強負荷パルスをとくに要
望する場合には、ＢＣ，γ−ＢＬ。
はＢＣとγ−ＢＬの２成分系、強負荷パルスをとくに要
望する場合には、ＢＣ，γ−ＢＬ。
ＤＥＥ系を用いれば、良い効果が得られる。
なお、実施例として、リチウム負極に、ビスマス、鉛、
カドミウム合金を用いたが、Ａ１合金などを始め、リチ
ウムの充放電可能な合金はすべて用いることができる。
カドミウム合金を用いたが、Ａ１合金などを始め、リチ
ウムの充放電可能な合金はすべて用いることができる。
発明の効果
以上のことから明らかなように、本発明は、活性炭を正
極とし、リチウム合金を負極とする有機電解液系充放電
可能な電気化学装置において、常温及び高温雰囲気中で
の充放電特性にすぐれた効果を発揮する。
極とし、リチウム合金を負極とする有機電解液系充放電
可能な電気化学装置において、常温及び高温雰囲気中で
の充放電特性にすぐれた効果を発揮する。
第１図は本発明の実施例における充放電可能な電気化学
装置の縦断面図、第２図、第３図は本発明の実施例にお
ける装置の特性比較図である。 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、７・・・・・・
負極集電体、８・・・・・・セパレータ。 スーーーケー人 ２−−一番丁口本（ ５−−−／／ 東電＋、１ ６’−１，肖
装置の縦断面図、第２図、第３図は本発明の実施例にお
ける装置の特性比較図である。 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、７・・・・・・
負極集電体、８・・・・・・セパレータ。 スーーーケー人 ２−−一番丁口本（ ５−−−／／ 東電＋、１ ６’−１，肖
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、電解液が、１ブチレンカーボネートと
γ−ブチロラクトンとの混合溶媒を主体としたものであ
る充電可能な電気化学装置。 - （２）電解液が、１ブチレンカーボネートとγ−ブチロ
ラクトンと、１、２−ジメトキシエタンとの混合溶媒か
らな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）電解液が、１ブチレンカーボネートとγ−ブチロ
ラクトンと、１、２−ジエトキシエタンとの混合溶媒か
らな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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095605A JPS63259975A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 充電可能な電気化学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62095605A JPS63259975A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 充電可能な電気化学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63259975A true JPS63259975A (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=14142184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62095605A Pending JPS63259975A (ja) | 1987-04-17 | 1987-04-17 | 充電可能な電気化学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63259975A (ja) |
-
1987
- 1987-04-17 JP JP62095605A patent/JPS63259975A/ja active Pending
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