TW452990B - Nonaqueous electrolyte battery - Google Patents

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經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 Λ 52 9 9 0 A7 ___B7__ 五、發明說明（1 ) 發明背晉 發明範圍 本發明有關一種非水性電解液，其結合一個正極、 個負極與…種非水性電解質。 相關技藝敘述 迄今，已使用鎳鎘電池、鉛電池等作爲電子裝置之二 次電池。因爲近年來電子技術之發展，電子裝置之體積已 變小.，而且已經使用彼等裝置之可攜式結構。因此，必須 提高用於電子裝置之二次電池能量密度。鎳鎘電池與鉛電 池存在不符合需求之低放電電壓。所以’無法獲得充分之 高能量密度。 因此，已活躍地硏究並發展所謂鋰離子電池。鋰離子 電池之特徵係其具有高放電電壓以及自發性放電小之故’ 所以其循環操作壽命長。鋰離子電池係一種非水性電解質 電池，其含一個由碳材料構成之負極’該碳材料使得可以 進行鋰之摻雜/去摻雜作用。鋰離子電池之正極係由锂過 渡金屬氧化物構成，其係由通式L i MxOy (其中’ Μ係 至少一種選自 Co、Ni 、Mn、Fe、Al 、V 與 T i 之材料）。 在鋰電池中，因爲放電之故，鋰離子自正極放出。將 上述鋰離子嵌入負極之碳間隙內，如此製造一種具有碳之 化合物。前述現象稱爲、'摻雜現象"。當排出物係塑料薄膜 時，負極中之鋰會形成鋰離子。鋰離子自碳放出，如此恢 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4- ΙΊΙ — — — — — —--裝·！11 訂---------線 <請先閱讀背面之注f項再填寫本頁) 4 52 9 9 ； A7 _____B7__ 五、發明說明（2 ) 復成L· i Mx〇y。前述現象稱爲''去摻雜現象 '亦即，因 爲鋰離子之移動，該鋰離子電池產生電能。該非水性電解 液與鋰離子之移動關係相當密切。必須注意的是，該非水 性電解液係非水性電解質之一。 爲了改善該非水性電解質電池之特徵（包括電池之內 部電阻與原有電容），用於移動鋰離子之非水性電解液特 徵係與正極和負極特徵一般重要之因素。 該非水性電解液之實例係碳酸丙烯、碳酸乙烯、1 ， 2 —二乙氧基乙烷、2 —甲基四氫呋喃、碳酸二甲酯、碳 酸甲基乙酯與碳酸二乙酯。混合前述材料製備之非水性電 解液可以獲得高介電係數，使該電池之特徵獲得改善。因 此，已經廣泛使用該非水性電解液。 近年來，需要一種甚至可於使用相當大能量之環境（ 下文稱爲 ''重載環境"）下使用之電池。亦即，必須改善在 一種重載環境中之電池特徵（下文稱爲w重載特徵。。爲 了改善重載特徵，亦必須進一步硏究該非水性電解液之組 成等。 發明總結 基於前述，本發明目的係提出一種顯示符合需求重載 特徵之非水性電解質電池。 爲了達到上述目的，根據本發明一方面，提出一種非 水性電解質電池，其包括：一個以一種可進行鋰離子之摻 雜/去摻雜作用之材料構成的負極；一個由包含鋰之材料 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） —.1 - - - --------裝------I — 訂--1!!!線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 45299 經濟部智楚財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（3) 構成的正極；以及一種非水性電解質，其中該非水性電解 質包含由化學式1表示之碳酸亞乙烯酯：

本發明之非水性電解質電池以及上述結構可以降低內 部電阻以擴大原有電容。如此，可以改善重載特徵。 結合較佳具體實例之下列詳述與附圖可以更明白本發 明其他目的、特性與優點。 圖式簡述 圖1係一個顯示本發明非水性電解質電池結構實例2 垂直橫斷面圖。 元件對照表 1 :非水性電解質電池 2 :延長正極 3 :延長負極 4 :隔板 5 :電池罐 6 :絕緣板 7 :負極導線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -ό - ---!!-裝-------訂-----I! ·*^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 4 5299 _____B7 五、發明說明（4) 8 :正極導線 9 :電流斷路薄板 1 0 :電池蓋 1 1 :密封墊圈 1 2 :中央引線 1 3 :安全閥單位 1 4 : P T C元件 較佳具體實例詳述 現在將詳述本發明具體實例。 圖1係顯示本發明非水性電解質電池結構實例之垂直 橫斷面圖。非水性電解質電池1結合經由隔板4螺旋纏繞 一個延長正極2與一個延長負極3所構成之纏繞層壓件。 該纏繞層壓件容納於電池罐5內。 可以一種包含正極活性材料與黏合劑之正極混合物塗 覆一個集電器表面，並乾燥該集電器，製造正極2。該集 電器係由例如金屬箔構成，諸如鋁箔。 該正極活性材料可爲一種主要由L i Mx〇y (其中， Μ係一或多種過渡金屬材料）組成之鋰複合氧化物。構成 鋰複合氧化物之過渡金屬Μ係C ο 、Ν 1 ，Mn、F e、 A1 、乂或丁^爲佳。特別是，實例爲LiCo〇2' LiNiOa'LiNiCoi z〇2 (其中 〇<ζ<1) 與L i Μη 2〇·ι之鋰複合氧化物。該鋰複合氧化物可以產 生高電壓。因此，該鋰複合氧化物係一種能量密度良好之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） lull------- J » 1 I I I I I I 訂-----I I n^- n (請先閱讀背面之法§項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 529£ 4 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 A7 _____B7_ 五、發明說明（5) 優良正極活性材料。可以結合數種前述正極活性材料構成 正極2。 用於正極混合物之黏合劑可爲一種習知黏合劑，其係 用於一種電池用之習用正極混合物。此外，可於該正極混 合物中添加一種習知添加劑，諸如一種導電性材料。 該負極材料係鋰、一種鋰合金或一種可以進行鋰之摻 雜/去摻雜作用之材料爲佳。可以進行鋰之摻雜/去摻雜 作用之材料可爲一種碳材料，諸如非石墨化碳材料或一種 石墨材料。特別是，可以使用任何一種前述碳材料：高溫 碳、焦碳、石墨、各種碳纖維、烘烤一種有機聚合物製得 之材料、碳纖維與活性碳。焦碳之實例係瀝青焦碳、針狀 焦碳與石油焦碳。烘烤有機聚合物製得之材料係一種於適 當溫度下碳化酚樹脂或是呋喃樹脂製得之材料。 可以使用鋰、一種聚合物，諸如聚乙炔或聚吡咯，或 是一種氧化物’諸如S η 0 2以及前述材料作爲可以進行鋰 之摻雜/去摻雜作用之材料。 包含在負極混合物中之黏合劑可爲一種習用鋰離子電 池之負極混合物之習知黏合劑。此外，可將一種習知添加 劑添加於該負極混合物中。 將一種電解質溶解於一種弗水性溶劑中製備該非水性 電解液。 該電解液可爲一種用於電池之常用電解液中所使用之 習知電解質。該電解質實例係下列鋰鹽任一者：L i P F 6 、LiBF4、LiAsF6、LiCl〇4、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - -----!1·裝--------訂---------線 {請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 0 0 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明（6)

LiCF；iS03'LiN(S〇2CF3)2'

LiC (S〇2CF3)3'LiAlCl1'LiSiF6 'LiB (C6H5)4、LiC1、LiBr、 CH2S〇3L i與CF3S〇3L i 。特別是，自氧化安定 性觀點來看，使用L i PFe或L i BF4爲佳。 溶解於該非水性溶劑中之電解質濃度爲0 . 1莫耳/ 升至3 . 0莫耳/升爲佳，以〇 . 5莫耳/升至2 . 0莫 耳/升更佳。 該非水性溶劑可爲各種已用於非水性電解液中之各種 非水性溶劑材料任何一者。該非水性溶劑之實例係碳酸丙 烯、碳酸乙烯、二甲氧基乙烷、碳酸二甲酯、碳酸二乙醋 、γ — 丁內酯、四氫呋喃、2_甲基四氫呋喃、1 ，3 —二 噁茂烷、4 一甲基一 1 ，3_二噁茂烷、二乙醚、四氫噻 吩、甲基四氫噻吩、丁酸甲基四氫噻吩、乙腈、3 —戊酮 腈與丙酸甲酯。前述非水性溶劑可以單獨使用或是混合數 種材料。 本發明之非水性電解質電池結合包含碳酸亞乙烯酯之 非水性電解液。碳酸亞乙烯酯之組成式示於化學式2 : Ή 〇 Ο ... (2) 包含於該非水性電解液中之碳酸亞乙烯酯數量符合不 本紙張尺度適用中國围家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9- -------------裝-------訂！---線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（7) 少於1 P pm而且少於1 0 0 p pm之範圍。特別是’較 佳數量符合不少於2 P pm也不大於9 8 p pm之範圍。 如下文描述之實施例，當碳酸亞乙烯酯數量少於1 P p m 時，無法獲得降低內部電阻之符合需求效果。在前述情況 中，無法獲得所需之原有電容以及重載特徵。當數量係 1 0 0 p pm或以上時，内部電阻不當地提局。 如下製造非水性電解質電池1。 將包含正極活性材料與黏合劑之正極混合物均勻塗覆 於諸如鋁箔之金屬箔表面，製造正極2 ’其中該金屬范係 於正極集電器上形成。然後’乾燥該金屬箔以形成正極活 性材料層’如此製造正極2。用於該正極混合物之黏合劑 可爲一種習知黏合劑。可以將一種習知添加劑添加於該正 極混合物中。 將包含負極活性材料與黏合劑之負極混合物均句塗覆 於諸如銅箔之金屬箔表面，製造負極3 ，其中該金屬涪係 於負極集電器上形成。然後，乾燥該金屬箔以形成負極活 性材料層。如此製造負極3。用於該負極混合物之黏合劑 可爲一種習知黏合劑。可以將一種習知添加劑添加於該負 極混合物中。 經由隔板4使該製得之正極2與負極3彼此緊密接觸 ，隔板4係由例如一種小孔聚丙烯薄膜構成。然後，纏繞 該層壓件數次，形成一種螺旋形。如此，構成一種纏繞構 件。 然後，將絕緣板6插入內表面塗覆鎳敷層之鐵電池罐 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10- II----------裝----- -訂— !!1 線 (請先閱讀背面之注$項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 4529〇〇 Λ7 B7 五、發明說明（8) 5底部。然後，容納該纏繞構件。爲了收集負極3之電流 ，使例如由鎳構成之負極導線7與負極3緊密接觸。將負 極導線7另一端纏繞於電池罐5。結果，電池罐5與負極 3電連接，而成爲該非水性電解質電池1之外部負極。爲 了收集正極2之電流，結合由例如鋁構成之正極導線8與 正極2。正極導線8之另一端經由電流斷路薄板9與電池 蓋1 0電連接。該電流斷路薄板9中斷電池內部壓力所致 之電流。結果，電池蓋1 〇與正極2電連接，而成爲非水 性電解質電池1之外部正極。 將非水性電解液裝入電池罐5內。將電解質溶解於該 非水性溶劑中製備該非水性電解液。 然後，經由塗覆瀝青之絕緣密封墊嚴1 1塡塞電池罐 5，牢牢固定電池蓋1 0。如此製造圓筒形非水性電解質 電池1。 如圖1所示，非水性電解質電池1結合一個中央引線 1 2，其係連接於負極導線7與正極導線8。此外，提出 一個安全閥單位1 3 ，當該電池內之壓力升至高於預定水 準時，其會去除電池內部之氣體。此外，提出P T C元件 1 4，其避免電池内之溫度提高。 根據此具體實例之非水性電解質電池1可製成圓筒形 、方形 '硬幣形或是鈕扣形。該形狀並無特殊限制。亦可 以任意決定體積，例如一種薄型或大體積型。 雖然此具體實例之非水性電解質電池結合該非水性電; 解液，但是本發明並不受限於前述排列。本發明可應用於 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 11 -------------裝--------訂------II 線 (請先間讀背面之注$項再填寫本頁) 4 52^i ΰ A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（9) 使用所謂聚合物凝膠電解質作爲非水性電解質之情況’其 中該非水性電解質包含一種聚合物，諸如聚偏二氟乙嫌與 聚丙烯睛以及非水性溶劑。本發明可應用於原電池與二次 電池。 實施例 氣在將敘述本發明之實施例。 實施例1 製備構成該負極之石墨粉末。 最初，將3 0重量份數煤焦油瀝青（其爲黏合劑）添 加於1 〇 〇重量份數煤焦炭°然後，於約1 〇 〇 使此等 材料彼此混合。然後，藉由操作一個壓力機壓製該混合物 ，並模製成所需形狀。如此’製得一種模製碳之先質。於 1 〇 〇 o°c或以下對該模製碳之先質進行熱處理，獲得該 經模製碳。 以在2 0 0 °C或以下溶解之黏合劑瀝青浸漬該經模製 碳，然後重複瀝青浸漬步驟/烘烤步驟數次’使該熱處理 於1 0 0 0 °C或以下進行。然後，在一種惰性氣流中以 2 8 0 0 °C對該經模製碳進行熱處理’獲得一種經模製石 墨構件。然後，磨碎該經模製構件並分類之’製得石墨粉 末。 以X射線結構分析方法分析上述石墨粉末，測得平面 (0 0 2 )之間隔係〇 3 3 7毫微米。此外’該平面（ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -12- ------------------------------ (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 52 9 [乙〕 A7 --------- 五、發明說明（l〇) 002)之軸C厚度爲50.0毫微米。使用一種比重瓶 方法，測得該真密度係2 . 2 3克/平方厘米。使用

Brunauer-Emmet-Teller方法（B E T方法）測得比表面積爲 1 . 6平方米/克=進行雷射分析，測得顆粒大小分佈之 平均顆粒大小爲3 3 . 〇微米。1 〇%累積顆粒大小爲 1 3 · 3微米，50%累積顆粒大小爲30 . 6微米，而 9 0 %累積顆粒大小爲5 5 . 7微米。進行雷射分析，測 得石墨粉末之平均斷裂強度爲7 . 1 kg ί/平方毫米。 以下列方法測量體積密度，體積密度爲0 9 8克/立方 厘米。 測量體積密度之方法 根據J I S Κ — 1469測量體積密度。 傾斜-個容積爲1 0 0立方厘米之量筒，事先測量其 質量，然後使用一個湯匙將數量爲1 0 0立方厘米之樣本 粉末逐漸裝入其中。測量整體質量，其最小刻度値爲 0 . 1克。自測得質量扣除量筒質量，如此測得樣本粉未 之質量。 將一個軟木塞裝在導入樣本粉末之量筒。自高約5厘 米處使前述狀態之量筒掉落至一個橡膠板上5 0次。如此 ，量筒中之樣本粉末被壓縮。如此，可以讀取該壓縮樣本 粉末之體積V。然後，使用下列等式計算體積密度： D=W/V ...(等式 1) 其中D :體積密度（克/立方厘米） I----------裝！1 訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國圉家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- Λ5293(] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 ________Β7____ 五、發明說明（11) W ·‘量筒中之樣本粉末質量（克） v '·掉落5 0次後於量筒中之樣本粉末體積（立方厘 米） 使用前述石墨粉末製造負極。使數量爲9 0重量份數 之前述樣本粉末與1 〇重量份數之聚偏二氟乙烯（ P V D F )彼此混合。然後，將該混合物分散於作爲溶劑 之N -甲基吡咯烷酮中，從而製得淤漿。如此，製得負極 混合物淤漿。將該負極混合物淤漿均勻塗覆於延長銅箔兩 側，該銅箔係負極集電器，厚度爲1 0微米。然後’乾燥 該銅箔，於預定壓力下進行壓製與模製作用。如此’製造 一種延長負極。 然後，製造該正極。混合0·5莫耳之碳酸鋰與1莫 耳之碳酸鈷。在空氣中，以9 0 0 °C烘烤該混合物5小時 。以X射線結構分析方法分析該混合物。結果與 J CPDS檔案所示之L i Co〇2尖峰一致。因此，證明 該烘烤物質係L i C 〇 0 2。磨碎製得之L i C 〇 ◦ 2 ’直 到5 0 %顆粒大小爲1 5微米爲止，此大小係由雷射繞射 方法測得。如此，製得L i C 〇 ◦ 2粉末。 然後，使9 5重量份數L i C 〇 〇2粉未與5重量份數 碳酸鋰粉末彼此混合。然後，使9 1重量份數該混合物、 6重量份數作爲導電性材料之薄片狀石墨以及3重量份數 作爲黏合劑之P V D F彼此混合。然後，將該混合物分散 於作爲溶劑之N -甲基吡咯烷酮中’從而製得淤漿。如此 ，製得正極混合物淤漿。將該正極混合物淤漿均勻塗覆於 -II-------—If * — — — — —1— — — — — — — — — (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- A7 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7_____ 五、發明說明（12) 延長鋁箔兩側，該鋁箔係正極集電器’厚度爲2 0微米。 然後，乾燥該鋁箔，施加預定壓力以壓製與模製該結構。 如此，製造一種延長正極。 然後，以負極、隔板、正極與隔板之順序層壓之。然 後，纏繞該層壓件數次，如此製得一纏繞電極。該隔板係 厚度爲2 5微米之小孔聚内烯薄膜。 將如此製造之纏繞電極容納於塗覆鎳敷層之電池罐內 。在該纏繞電極上下表面各放置一個絕緣構件。由鋁構成 之正極導線係自正極集電器伸出，以焊接於電池罐上。此 外，由鎳構成之負極導線係自負極集電器伸出，以焊接於 電池罐上。 然後，將非水性電解液裝入該電池罐。該非水性電解 液之組成係等體積碳酸乙烯（E C )與碳酸二甲酯（ D M C )之混合溶劑混合物中包含濃度爲6 1 p p m之碳 酸亞乙烯酯，並以1 · 0莫耳/升之比率混合L i PF6。 然後，經由表面塗覆瀝青之絕緣密封墊圈塡塞該電池 罐。如此，牢牢固定具有電流斷路機械之安全單位與 P T C元件。然後，保持該電池之氣密性。結果1製造一 個直徑爲1 8毫米，高度爲6 5毫米之非水性電解質二次 電池。 對製得之電池進行充電。於溫度爲2 3 °C ’恒定電流 爲0 · 5安培且最高電壓爲4 . 2伏之條件進行該充電操 作。以該恒定電流與恒定電壓進行充電7小時。然後’檢 查該電池特徵。最初，於1 KH z頻率以及1 〇毫伏之施 I I I 1 I--------裝--------訂------ (請先間讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（13) 加電壓條件下測量A C阻抗。如此，測得電池內部電阻。 然後，以0 . 2安培之恒定電流進行放電，直到終止電壓 爲2 . 75伏爲止。如此，檢查原有電容。然後，在溫度 爲2 3 t並且施加0 . 2安培恒定電流條件下進行放電， 直到終止電壓爲2,75伏爲止。如此，檢查原有電容。 然後，於2 3 °C施加5安培之恒定電流進行放電，直到終 止電壓爲2 . 7 5伏爲止。如此檢查重載特徵。 實施例2 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲9 8 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該電 池特徵。 實施例3 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲9 5 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該電 池特徵》 實施例4 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲7 2 P pm。然後，充電該電池’然後檢查該電 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -Ιό- - ----裝 - -----訂--I -------線 C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明說明（14) 池特徵。 眚施例5 (請先閱讀背面之注項再填寫本頁) 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙稀 酯濃度爲3 3 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該電 池特徵。 實施例6 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲8 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該電池 特徵。 實施例7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲2 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該電池 特徵。 奮施例8 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲1 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該電池 -Ί7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ά5^990 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 Α7 Β7___ 五、發明說明（15) 特徵。 實施例9 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池’但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲2 0%。然後，充電該電池，然後檢查該電池特 徵。 實施例1 0 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池’但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲1·2%。然後，充電該電池，然後檢查該電池 特徵。 實施例1 1 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲1 2 2 3 p pm。然後，充電該電池，然後檢查 該電池特徵。 實施例1 2 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲6 4 0 p pm。然後，充電該電池，然後檢査該 I--nilm — — — · 1 I I I I I I ^ -111— — —— I (諝先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印衆 5 2 9 9 j A7 ___B7_ 五、發明說明（16) 電池特徵。 實施例1 3 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙嫌 酯濃度爲2 5 0 P pm。然後，充電該電池，然後檢查該 電池特徵。 實施例1 4 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙嫌 酯濃度爲1 2 0 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該 電池特徵。 實施例Ί 5 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙嫌 酯濃度爲1 0 0 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該 電池特徵。 實施例1 6 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙烯 酯濃度爲0 . 9 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 »< 297公爱） -19- ----——— — —I - · I I--1 1 訂·ιι — !! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^52990 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 ____B7___ 五、發明說明（17) 電池特徵。 賨施例1 7 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙燃 酯濃度爲0.7ppm。然後，充電該電池，然後檢査該 電池特徵。 對照實例1 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是該電池內非水性電解液不包含碳酸亞乙烯醋 。然後，充電該電池，然後檢查該電池特徵。 實施例1 8 使用非石墨化碳作爲石墨替代物製造負極。以下列方 法製造負極1。 導入1 0%至2 0 %官能基，其中石油瀝青包含氧（ 進行所謂氧交聯作用）。然後，於惰性氣流中以1 0 0 0 °c進行烘烤操作，如此製得非石墨化碳。磨碎非石墨化碳 並分類之，如此製得非石墨化碳粉末。 X射線繞射測量結果顯示，非石墨化碳粉末之平面（ 0 0 2 )間的間隔爲3 . 7 6埃。使用該比重瓶方法’測 得比重爲1.58克/立方厘米。使用雷射繞射方法’如 此測得平均顆粒大小爲1 0微米。 11 I -裝---11111 -------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- ^ 5299 0 A7 B7 五、發明說明（18) 以實施例1相同方法製造一種圓筒形非水性電解質二 次電池，但是其結構係使用非石墨化碳粉末作爲石墨粉末 之替代物，而且該電池內非水性電解液所包含之碳酸亞乙 烯酯濃度爲9 0 p pm。然後，充電該電池，然後檢查該 電池特徵。 對照實例2 以實施例1 8相同方法製造一種圓筒形非水性電解質 二次電池，但是其結構係該電池內之非水性電解液不包含 之碳酸亞乙烯酯。然後，充電該電池，然後檢查該電池特 徵。 實施例1至1 8以及對照實例1與2之結果示於表1 -----—II----I I I i I I 訂.！！1 I I <請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公S ) 5 A7 _B7 五、發明說明（〗9) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔表1〕 用以製造 負極之物質 電池中之碳酸 亞乙烯酯含量 實施例1 石墨粉末 61 ppm 實施例2 9 8 ppm 實施例3 95 ppm 實施例4 72 ppm 實施例5 33 ppm 實施例6 8 ppm 實施例7 2 ppm 實施例8 1 ppm 實施例9 20% 實施例1 0 1.2% 實施例1 1 1223 ppm 實施例12 640 ppm 實施例13 250 ppm 實施例14 1 20 ppm 實施例15 1 00 ppm 實施例1 6 0 . 9 ppm 實施例17 0 . 7 ppm 對照實例1 0 ppm 實施例1 8 非石墨化 90 ppm 對照實例2 碳粉末 0 ppm ------I!裝-------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -22- ο 9 9 0J 5 4 A7B7 五、發明說明（20) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 原有電容 (毫安培） 重載特徵 (毫安培） 電池內電阻 (毫歐姆） 實施例1 1610 950 59 實施例2 1612 612 68 實施例3 1611 640 6 6 實施例4 1609 852 61 實施例5 1608 842 63 實施例6 1605 603 69 實施例7 1601 540 72 實施例8 1601 501 74 實施例9 1600 400 103 實施例1 0 1601 481 82 實施例11 1599 485 80 實施例1 2 1598 486 79 實施例13 1601 488 79 實施例14 1602 491 78 實施例1 5 1606 498 75 實施例1 6 1600 490 79 實施例1 7 1599 490 79 對照實例1 1600 48 1 83 實施例1 8 1500 610 68 對照實例2 1500 453 85 ------------- {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 23 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印數 290 0 A7 ___ B7_ 五、發明說明（21 ) 電表1可以暸解，使用石墨製造負極時，與不包含碳 酸亞乙烯酯之對照實例1相較，實施例1至8包含適當數 量碳酸亞乙烯酯各者之原有電容變大。如此，內部電阻降 低，並改善重載特徵。 在使用非石墨化碳粉末製造負極情況中，包含碳酸亞 乙烯酯之實施例18內部電阻亦低於不包含碳酸亞乙烯酯 之對照實例2。此外，其重載特徵有所改善。 一般認爲此現象之原因係少量碳酸亞乙烯酯之分解產 物改善該非水性電解液內離子傳導性。如此，可以平順地 進行鋰離子之摻雜/去摻雜作用。 實施例9至1 5包含大量碳酸亞乙烯酯·該電池之內 部電阻增加，重載特徵變差。如對照實例中包含2 0 %數 量時 > 該電池之內部電阻增加過多。因此，原有電容大幅 降低。因此，包含數量不少於1 0 0 P pm之碳酸亞乙烯 酯時，無法獲得符合需求之效果。 其原因被視爲係大量碳酸亞乙烯酯之分解產物造成該 非水性電解液黏度上升。因此，抑制鋰離子之平順摻雜/ 去摻雜作用。 實施例16與17具有碳酸亞乙烯酯含量少於1 P p m之結構。前述情況下，無法由包含之碳酸亞乙烯酯 獲得符合需求之效果。 由實施例與對照實例可以暸解，該非水性電解液中包 含之碳酸亞乙烯酯適當數量爲1 P pm以上而且少於 — II-----I!裝--------訂·！------線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24- η Α7 Β7 五、發明說明（22) 1 OOppm，以2ppm以上而且少於98ppm更佳 〇 如上述，本發明之非水性電解質電池可用於重載環境 0 雖然已描述具有特定詳細程度之本發明較佳形式與結 構，但是必須暸解在不違背下列申請之本發明精神與範圍 之下，可以改變較佳形式揭示之構造細節和組合及零件排 歹0 ° — I ---- I --------— — — —-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. Αδ Β8 C8 D8 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 1 . 一種非水性電解質電池，其包括： —個以一種可進行鋰離子之摻雜/去摻雜作用之材料 構成的負極； 一個由包含鋰之材料構成的正極：以及 一種非水性電解質，其中 該非水性電解質包含由化學式3表示之碳酸亞乙烯醋 \ / c=c / \ 0\，。 0 …rf (:驗 ：，-f 2 .如申請專利範圍第1項之非水性電解~質電池，其 中該非水性電解質內所包含之碳酸亞乙烯酯含量爲1 P pm以上而且少於1 0 0 p pm。 3 .如申請專利範圍第1項之非水性電解質電池，其 中將鋰鹽溶解於非水性溶劑中製備該非水性電解質，該非 水性溶劑至少包含環狀酯及/或鏈狀酯。 4 .如申請專利範圍第1項之非水性電解質電池，其 中使用一種碳材料作爲可以進行鋰離子摻雜/去摻雜作用 之材料。 5 .如申請專利範圍第4項之非水性電解質電池，其 中該碳材料係石墨。 6 _如申請專利範圍第4項之非水性電解質電池，其 中該碳材料係非石墨化碳。 IT :,i I —i . II11 n i I* n I n n 11 n 1 ^--Γ l —L (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) ( 21GX297公董） -26- 52 99 D A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 7 · —種非水性電解質電池，其包括： '一個結合負極集電器之負極，該集電兩側上形成可以 進行鋰離子摻雜/去摻雜作用之材料； 一個結合正極集電器之正極，其兩側形成一種包含鋰 之物質； 一—個隔板；以及 一種非水性電解質，其中 該非水性電解質包含以化學式4表示之碳酸亞乙烯酯 ·_ \ / C=C / \ 〇V〇 0 …(4)< ·、 8 .如申請專利範圍第7項之非水性鼇^質電池’其 中包含於非水性電解質中碳酸亞乙烯酯數量爲1 P p m以 上而且少於1 〇 〇 p p m。 9 _如申請專利範圍第7項之非水性電解質電池’其 中將鋰鹽溶解於非水性溶劑中製備該非水性電解質’該非 水性溶劑至少包含環狀酯及/或鏈狀酯。 1 〇 .如申請專利範圍第7項之非水性電解質電 '池’ 其中使用一種碳材料作爲可以進行鋰離子摻雜/去接雜作 用之材料。 1 1 ·如申請專利範圍第1 〇項之井水性電解質電$ ’其中該碳材料係石墨。 本紙張尺度逋用中國國家標率（CNS ) A4说格（210X297公釐） J # —I (請先閲讀背面之注意^項再填寫本頁} <tx 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -27- 2 經齊部智慧財產局員工消費合作社印製6 8 8 8 8 ABCD 六、申請專利範圍1 2 ·如申請專利範圍第1 〇項之非水性電解質電池 ，其中該碳材料係非石墨化碳。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -fi '^. 本紙張尺度適用_國國家標隼（匚阳）六4规格（2〖0穴297公釐） -28-