JP2001243987A - エ−テル化合物を電解質に用いた電池 - Google Patents
エ−テル化合物を電解質に用いた電池Info
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- JP2001243987A JP2001243987A JP2000055674A JP2000055674A JP2001243987A JP 2001243987 A JP2001243987 A JP 2001243987A JP 2000055674 A JP2000055674 A JP 2000055674A JP 2000055674 A JP2000055674 A JP 2000055674A JP 2001243987 A JP2001243987 A JP 2001243987A
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- 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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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Polyethers (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 従来の電解液に比べて、沸点が高く、安全性
に優れ、しかも、リチウム金属に安定な電解質を用いた
電池を提供する。 【解決手段】 式(I)、(II)、(III)で表さ
れるエーテル化合物を電解質成分として用いた電池。
に優れ、しかも、リチウム金属に安定な電解質を用いた
電池を提供する。 【解決手段】 式(I)、(II)、(III)で表さ
れるエーテル化合物を電解質成分として用いた電池。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に電池、キャパ
シター、センサー等の電気化学デバイス用材料として好
適な電解質及びそれからなる電池に関する。更には正極
の活物質および負極のリチウム金属に安定なエーテル化
合物を有する電解質に関する。
シター、センサー等の電気化学デバイス用材料として好
適な電解質及びそれからなる電池に関する。更には正極
の活物質および負極のリチウム金属に安定なエーテル化
合物を有する電解質に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
電池、キャパシター、センサーなどの電気化学デバイス
を構成する電解質は、イオン伝導性の点からプロピレン
カーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボ
ネート等の1種以上の有機溶媒が用いられているが、例
えば正極中の活物質が電解液中に溶けだしたり、それが
負極のカーボンあるいはリチウム金属の表面に析出した
り、また、負極にリチウム金属を用いた場合はリチウム
金属とこれらの電解液が反応し、リチウム金属表面状に
炭酸リチウムが析出するため、電池の寿命を短くすると
いう欠点がある。
電池、キャパシター、センサーなどの電気化学デバイス
を構成する電解質は、イオン伝導性の点からプロピレン
カーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボ
ネート等の1種以上の有機溶媒が用いられているが、例
えば正極中の活物質が電解液中に溶けだしたり、それが
負極のカーボンあるいはリチウム金属の表面に析出した
り、また、負極にリチウム金属を用いた場合はリチウム
金属とこれらの電解液が反応し、リチウム金属表面状に
炭酸リチウムが析出するため、電池の寿命を短くすると
いう欠点がある。
【0003】また、これらの電解液は沸点が低い(最も
安定とされているエチレンカ−ボネ−トで沸点248
℃、引火点143℃)ので、発火や爆発などの危険性が
あり、取り扱いなどに注意が必要である。そのためこの
電解液タイプの最大の欠点は高温での使用ができないこ
とである。これに対し無機結晶性物質、無機ガラス、有
機高分子系物質などの固体電解質が提案されている。
安定とされているエチレンカ−ボネ−トで沸点248
℃、引火点143℃)ので、発火や爆発などの危険性が
あり、取り扱いなどに注意が必要である。そのためこの
電解液タイプの最大の欠点は高温での使用ができないこ
とである。これに対し無機結晶性物質、無機ガラス、有
機高分子系物質などの固体電解質が提案されている。
【0004】しかしながら、これらの固体電解質のイオ
ン伝導性が、低く実用化には至っていない。最近、ポリ
マーと従来の電解液を組み合わせたゲルタイプの高分子
固体電解質が開発されてきている。そこでは、電解液が
ポリマ−ゲルの中にトラップされているため、蒸発速度
が抑えられ、安全性は改善されている。しかしながら、
従来の電解液が含まれているので、高温での使用ができ
ず、負極に金属リチウムも使用できないという問題点を
引きずっている。
ン伝導性が、低く実用化には至っていない。最近、ポリ
マーと従来の電解液を組み合わせたゲルタイプの高分子
固体電解質が開発されてきている。そこでは、電解液が
ポリマ−ゲルの中にトラップされているため、蒸発速度
が抑えられ、安全性は改善されている。しかしながら、
従来の電解液が含まれているので、高温での使用ができ
ず、負極に金属リチウムも使用できないという問題点を
引きずっている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定のエ
ーテル化合物に可溶性の電解質塩化合物を溶解すること
により、イオン伝導性の優れた電解質が得られることを
見いだした。このエーテル化合物は沸点が従来の電解液
と比較して非常に高く、正極の活物質や負極の金属リチ
ウムに対して安定な性質を有する。また、イオン導電率
も高く、室温で十分に電池として作動することができ
る。
ーテル化合物に可溶性の電解質塩化合物を溶解すること
により、イオン伝導性の優れた電解質が得られることを
見いだした。このエーテル化合物は沸点が従来の電解液
と比較して非常に高く、正極の活物質や負極の金属リチ
ウムに対して安定な性質を有する。また、イオン導電率
も高く、室温で十分に電池として作動することができ
る。
【0006】本発明は、式(I):
【化4】 [R1、R2、R3は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数
2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。l、m、
nは0〜12である。但し、l+m+n≧2であ
る。]、又は式(II):
2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。l、m、
nは0〜12である。但し、l+m+n≧2であ
る。]、又は式(II):
【化5】 [R4、R5、R6、R7は炭素数1〜6のアルキル基又は
炭素数2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。
o、p、q、r、s、は0〜12である。但し、o+p+q+r
+s≧2である。]、又は式(III):
炭素数2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。
o、p、q、r、s、は0〜12である。但し、o+p+q+r
+s≧2である。]、又は式(III):
【化6】 [R8、R9、R10、R11は炭素数1〜6のアルキル基又
は炭素数2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。
t、u、v、w は0〜12である。但し、t+u+v+w≧2
である。]で示されるエーテル化合物を提供する。さら
に、本発明は、(A)少なくとも1種の上記エーテル化
合物、および(B)少なくとも1種の電解質塩化合物か
らなる電解質を提供する。加えて、本発明は、上記電解
質を用いた電池、特にリチウム電池をも提供する。
は炭素数2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。
t、u、v、w は0〜12である。但し、t+u+v+w≧2
である。]で示されるエーテル化合物を提供する。さら
に、本発明は、(A)少なくとも1種の上記エーテル化
合物、および(B)少なくとも1種の電解質塩化合物か
らなる電解質を提供する。加えて、本発明は、上記電解
質を用いた電池、特にリチウム電池をも提供する。
【0007】上記式(I)において、R1、R2、R3の
例は、メチル基、エチル基、プロピル基、エテニル基
(CH2=CH−)などである。合計l+m+nは、2
以上、好ましくは3以上、例えば4以上である。l、
m、nのそれぞれは、1以上であってよい。
例は、メチル基、エチル基、プロピル基、エテニル基
(CH2=CH−)などである。合計l+m+nは、2
以上、好ましくは3以上、例えば4以上である。l、
m、nのそれぞれは、1以上であってよい。
【0008】上記式(II)において、R4、R5、
R6、R7の例は、メチル基、エチル基、プロピル基、エ
テニル基(CH2=CH−)などである。合計o+p+q+
r+sは、2以上、好ましくは3以上、例えば4以上、特
に5以上、特別に6以上である。o、p、q、r、sのそれ
ぞれは、1以上であってよい。上記式(III)におい
て、R8、R9、R10、R11の例は、メチル基、エチル
基、プロピル基、エテニル基(CH2=CH−)などで
ある。合計t+u+v+wは、2以上、好ましくは3以上、
例えば4以上、特に5以上である。t、u、v、wのそれぞ
れは、1以上であってよい。
R6、R7の例は、メチル基、エチル基、プロピル基、エ
テニル基(CH2=CH−)などである。合計o+p+q+
r+sは、2以上、好ましくは3以上、例えば4以上、特
に5以上、特別に6以上である。o、p、q、r、sのそれ
ぞれは、1以上であってよい。上記式(III)におい
て、R8、R9、R10、R11の例は、メチル基、エチル
基、プロピル基、エテニル基(CH2=CH−)などで
ある。合計t+u+v+wは、2以上、好ましくは3以上、
例えば4以上、特に5以上である。t、u、v、wのそれぞ
れは、1以上であってよい。
【0009】式(I)の構造式で表されるエーテル化合
物の合成法は以下の通りである。
物の合成法は以下の通りである。
【0010】(Step 1)グリシジルエーテル(a)式に
対し、3倍モル量のアルコール(b)式と1.1倍モル
量のペレット状のNaOHをフラスコに入れて攪拌し、
70℃で(a)式のグリシジルエーテルを滴下する。滴
下終了後、約1時間攪拌した後、HCl水溶液で反応液
を中和する。ろ過、濃縮後、蒸留により、中間体のアル
コール(d)式を得る。
対し、3倍モル量のアルコール(b)式と1.1倍モル
量のペレット状のNaOHをフラスコに入れて攪拌し、
70℃で(a)式のグリシジルエーテルを滴下する。滴
下終了後、約1時間攪拌した後、HCl水溶液で反応液
を中和する。ろ過、濃縮後、蒸留により、中間体のアル
コール(d)式を得る。
【0011】
【化7】
【0012】(Step 2)次に、中間体アルコール(d)
式と、その1.5倍モル量のペレット状のNaOHをフ
ラスコに入れ攪拌し、60℃で、中間体アルコールの
1.5倍モル量の(c)式の化合物を滴下する。滴下終
了後、約2時間攪拌し、ろ過後、精製し、(I)式の化
合物を得る。
式と、その1.5倍モル量のペレット状のNaOHをフ
ラスコに入れ攪拌し、60℃で、中間体アルコールの
1.5倍モル量の(c)式の化合物を滴下する。滴下終
了後、約2時間攪拌し、ろ過後、精製し、(I)式の化
合物を得る。
【0013】式(II)の構造式で表されるエーテル化
合物の合成法は以下の通りである。
合物の合成法は以下の通りである。
【0014】エーテル化合物(I)式の合成法の Step
1 と同様の方法で、(e)、(f)式のアルコールを合
成する。
1 と同様の方法で、(e)、(f)式のアルコールを合
成する。
【化8】
【0015】アルコール(e)およびアルコール(f)
の等モル混合物に、(e)、(f)を合わせたモル数と
同モル数のNaOHを加え、70℃で攪拌し、その1/
2のモル数の(g)式の化合物を滴下する。
の等モル混合物に、(e)、(f)を合わせたモル数と
同モル数のNaOHを加え、70℃で攪拌し、その1/
2のモル数の(g)式の化合物を滴下する。
【0016】 Cl-(-CH2-CH2-O-)s-1-CH2-CH2-Cl (g) 滴下終了後、約2時間攪拌し、ろ過後、精製し、(II)
式の化合物を得る。
式の化合物を得る。
【0017】式(III)の構造式で表されるエーテル
化合物の合成法は次の通りである。
化合物の合成法は次の通りである。
【0018】(Step 1)(I)式の合成法の Step 1 と
同様の方法で、(h)式のアルコールを合成する。
同様の方法で、(h)式のアルコールを合成する。
【0019】
【化9】
【0020】(h)式のアルコールに対し、3〜5倍モ
ル量のエピクロロヒドリンと1.5倍モル量のペレット
状のNaOHをフラスコに入れ、攪拌し、40℃で
(h)式のアルコールを滴下する。滴下終了後、約2時
間攪拌した後、ろ過、濃縮後、蒸留により、グリシジル
エーテル(i)式を得る。
ル量のエピクロロヒドリンと1.5倍モル量のペレット
状のNaOHをフラスコに入れ、攪拌し、40℃で
(h)式のアルコールを滴下する。滴下終了後、約2時
間攪拌した後、ろ過、濃縮後、蒸留により、グリシジル
エーテル(i)式を得る。
【0021】
【化10】
【0022】(Step 2)グリシジルエーテル(i)式に
対し、2倍モル量のアルコール(j)式と1.1倍モル
量のペレット状のNaOHをフラスコに入れ攪拌し、7
0℃で(i)式のグリシジルエーテルを滴下する。滴下
終了後、約1時間攪拌した後、HCl水溶液で反応液を
中和する。ろ過、濃縮後、蒸留により、中間体アルコー
ル(k)式を得る。 HO-(-CH2-CH2-O-)w-R11 (j)
対し、2倍モル量のアルコール(j)式と1.1倍モル
量のペレット状のNaOHをフラスコに入れ攪拌し、7
0℃で(i)式のグリシジルエーテルを滴下する。滴下
終了後、約1時間攪拌した後、HCl水溶液で反応液を
中和する。ろ過、濃縮後、蒸留により、中間体アルコー
ル(k)式を得る。 HO-(-CH2-CH2-O-)w-R11 (j)
【0023】
【化11】
【0024】(Step 3)次に、中間体アルコール(k)
式と、その1.5倍モル量のペレット状のNaOHをフ
ラスコに入れ、攪拌し、60℃で中間体アルコールの
1.5倍モル量の(l)式を滴下する。滴下終了後、約
2時間攪拌し、ろ過後、精製し、 (III)式の化合物
を得る。 Cl-(-CH2-CH2-O-)v-R10 (l)
式と、その1.5倍モル量のペレット状のNaOHをフ
ラスコに入れ、攪拌し、60℃で中間体アルコールの
1.5倍モル量の(l)式を滴下する。滴下終了後、約
2時間攪拌し、ろ過後、精製し、 (III)式の化合物
を得る。 Cl-(-CH2-CH2-O-)v-R10 (l)
【0025】本発明のエーテル化合物はエチレンオキシ
ドを用いて合成されているので、エーテル化合物をオリ
ゴエチレンオキシド化合物と称することができる。本発
明のエーテル化合物は分岐になっていて比較的低分子量
であるので、分岐型オリゴエーテル化合物とも称するこ
とができる。
ドを用いて合成されているので、エーテル化合物をオリ
ゴエチレンオキシド化合物と称することができる。本発
明のエーテル化合物は分岐になっていて比較的低分子量
であるので、分岐型オリゴエーテル化合物とも称するこ
とができる。
【0026】〔電解質塩化合物〕本発明において用いら
れる電解質塩化合物としては、本発明のエーテル化合物
に可溶なものならば、いずれでもよいが、以下に挙げる
ものが好ましく用いられる。即ち、金属陽イオン、アン
モニウムイオン、アミジニウムイオン、及びグアニジウ
ムイオンから選ばれた陽イオンと、塩素イオン、臭素イ
オン、ヨウ素イオン、過塩素酸イオン、チオシアン酸イ
オン、テトラフルオロホウ素酸イオン、硝酸イオン、A
sF6 -、PF6 -、ステアリルスルホン酸イオン、オクチ
ルスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオ
ン、ナフタレンスルホン酸イオン、ドデシルナフタレン
スルホン酸イオン、7,7,8,8-テトラシアノ-p- キノジメ
タンイオン、R12SO3 -、[(R12SO2)(R13SO2)N]
-、[(R12SO2)(R13SO2)(R14SO2)C]-、及び
[(R12SO2)(R13SO2)YC]- から選ばれた陰イオン
とからなる化合物が挙げられる。
れる電解質塩化合物としては、本発明のエーテル化合物
に可溶なものならば、いずれでもよいが、以下に挙げる
ものが好ましく用いられる。即ち、金属陽イオン、アン
モニウムイオン、アミジニウムイオン、及びグアニジウ
ムイオンから選ばれた陽イオンと、塩素イオン、臭素イ
オン、ヨウ素イオン、過塩素酸イオン、チオシアン酸イ
オン、テトラフルオロホウ素酸イオン、硝酸イオン、A
sF6 -、PF6 -、ステアリルスルホン酸イオン、オクチ
ルスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオ
ン、ナフタレンスルホン酸イオン、ドデシルナフタレン
スルホン酸イオン、7,7,8,8-テトラシアノ-p- キノジメ
タンイオン、R12SO3 -、[(R12SO2)(R13SO2)N]
-、[(R12SO2)(R13SO2)(R14SO2)C]-、及び
[(R12SO2)(R13SO2)YC]- から選ばれた陰イオン
とからなる化合物が挙げられる。
【0027】但し、R12、R13、R14、及びYは電子吸
引性基である。好ましくはR12、R 13、及びR14 は各
々独立して炭素数が1から6迄のパーフルオロアルキル
基又はパーフルオロアリール基であり、Yはニトロ基、
ニトロソ基、カルボニル基、カルボキシル基、シアノ
基、又はトリアルキルアンモニウム基である。R12、R
13、及びR14は各々同一であっても、異なっていてもよ
い。
引性基である。好ましくはR12、R 13、及びR14 は各
々独立して炭素数が1から6迄のパーフルオロアルキル
基又はパーフルオロアリール基であり、Yはニトロ基、
ニトロソ基、カルボニル基、カルボキシル基、シアノ
基、又はトリアルキルアンモニウム基である。R12、R
13、及びR14は各々同一であっても、異なっていてもよ
い。
【0028】金属陽イオンとしては遷移金属の陽イオン
を用いる事ができる。好ましくはMn、Fe、Co、N
i、Cu、Zn及びAg金属から選ばれた金属の陽イオ
ンが用いられる。又、Li、Na、K、Rb、Cs、M
g、Ca及びBa金属から選ばれた金属の陽イオンを用
いても好ましい結果が得られる。電解質塩化合物として
前述の化合物を2種類以上併用することは自由である。
を用いる事ができる。好ましくはMn、Fe、Co、N
i、Cu、Zn及びAg金属から選ばれた金属の陽イオ
ンが用いられる。又、Li、Na、K、Rb、Cs、M
g、Ca及びBa金属から選ばれた金属の陽イオンを用
いても好ましい結果が得られる。電解質塩化合物として
前述の化合物を2種類以上併用することは自由である。
【0029】可溶性電解質塩化合物の使用量はエーテル
化合物のエーテル酸素原子の総モル数に対して、モル比
(電解質塩化合物のモル数)/(エーテル化合物のエーテル
の酸素原子の総モル数)の値が0.0001〜5、好まし
くは0.001〜0.5の範囲がよい。
化合物のエーテル酸素原子の総モル数に対して、モル比
(電解質塩化合物のモル数)/(エーテル化合物のエーテル
の酸素原子の総モル数)の値が0.0001〜5、好まし
くは0.001〜0.5の範囲がよい。
【0030】本発明で示された電解質は正極の活物質お
よび負極活物質としてのリチウム金属に安定であり、そ
の性質を利用したリチウム電池の作製が可能である。本
発明の電池をリチウム一次電池として構成する場合、正
極活物質としてはLiCoO 2、LiMn2O4等を使用
することが出来る。また、リチウム二次電池として構成
する場合、正極活物質としてはMnO2等のマンガン酸
化物、V2O5、V6O13等のバナジウム酸化物、LiXM
O2(xは充放電状態によって異なり、通常0.05〜
1.10である。また、Mは遷移金属を表す。)で表示
されるリチウム−コバルト複合酸化物、リチウム−ニッ
ケル複合酸化物等の無機系材料、ポリアセン、ポリピレ
ン、ポリアニリン、ポリフェニレン、ポリフェニレンサ
ルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリピロー
ル、ポリアズレン等の有機系材料を使用することが出来
る。負極活物質としてはリチウム金属、リチウム−アル
ミニウム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−錫合金、
リチウム−アルミニウム−錫合金、ウッド合金等の使用
が可能である。
よび負極活物質としてのリチウム金属に安定であり、そ
の性質を利用したリチウム電池の作製が可能である。本
発明の電池をリチウム一次電池として構成する場合、正
極活物質としてはLiCoO 2、LiMn2O4等を使用
することが出来る。また、リチウム二次電池として構成
する場合、正極活物質としてはMnO2等のマンガン酸
化物、V2O5、V6O13等のバナジウム酸化物、LiXM
O2(xは充放電状態によって異なり、通常0.05〜
1.10である。また、Mは遷移金属を表す。)で表示
されるリチウム−コバルト複合酸化物、リチウム−ニッ
ケル複合酸化物等の無機系材料、ポリアセン、ポリピレ
ン、ポリアニリン、ポリフェニレン、ポリフェニレンサ
ルファイド、ポリフェニレンオキサイド、ポリピロー
ル、ポリアズレン等の有機系材料を使用することが出来
る。負極活物質としてはリチウム金属、リチウム−アル
ミニウム合金、リチウム−鉛合金、リチウム−錫合金、
リチウム−アルミニウム−錫合金、ウッド合金等の使用
が可能である。
【0031】リチウム二次電池に本発明にかかる電解質
を用いた例を示す。正極は前記活物質をポリビニリデン
フルオライド等のバインダ−で結合してシ−ト又はペレ
ット状に成形し、ステンレス、ニッケル、アルミニウム
等の金属箔又は金属メッシュからなる集電体に着設する
ことで正極を形成することがよく用いられる。この場合
カ−ボンブラック等の導電性粉末を混合して、電子伝導
の向上を図ることが一般的に行われる。さらに必要に応
じてイオン伝導性の向上を目的に本発明のエーテル化合
物、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド共重
合体、それらの架橋体等イオン伝導性化合物を配合した
り、バインダ−そのものとして用いることも出来る。さ
らにこのシ−トを製造するとき、分散剤を加えたり、シ
リカ、アルミナ、ゼオライト、酸化アンチモン、チタン
酸化物、チタン酸バリウムまたはリチウム無機化合物の
粒子を分散し、機械的強度や伝導性の増加及び充放電特
性の改善をすることも可能である。
を用いた例を示す。正極は前記活物質をポリビニリデン
フルオライド等のバインダ−で結合してシ−ト又はペレ
ット状に成形し、ステンレス、ニッケル、アルミニウム
等の金属箔又は金属メッシュからなる集電体に着設する
ことで正極を形成することがよく用いられる。この場合
カ−ボンブラック等の導電性粉末を混合して、電子伝導
の向上を図ることが一般的に行われる。さらに必要に応
じてイオン伝導性の向上を目的に本発明のエーテル化合
物、ポリエチレンオキシド、ポリエチレンオキシド共重
合体、それらの架橋体等イオン伝導性化合物を配合した
り、バインダ−そのものとして用いることも出来る。さ
らにこのシ−トを製造するとき、分散剤を加えたり、シ
リカ、アルミナ、ゼオライト、酸化アンチモン、チタン
酸化物、チタン酸バリウムまたはリチウム無機化合物の
粒子を分散し、機械的強度や伝導性の増加及び充放電特
性の改善をすることも可能である。
【0032】負極活物質としてはリチウム金属、リチウ
ム−鉛合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−
錫合金、リチウム−アルミニウム−錫合金等の使用が可
能である。その場合、負極はこれらの負極活物質をシ−
ト状に加工することにより形成できる。あるいはこれら
の負極活物質をニッケル、ステンレス、銅箔等の集電体
上に圧着してシ−ト状としてもよい。また、負極活物質
の薄膜をニッケル、ステンレス、銅箔等の集電体上に真
空蒸着法、スパッタ法等で形成してもよい。
ム−鉛合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−
錫合金、リチウム−アルミニウム−錫合金等の使用が可
能である。その場合、負極はこれらの負極活物質をシ−
ト状に加工することにより形成できる。あるいはこれら
の負極活物質をニッケル、ステンレス、銅箔等の集電体
上に圧着してシ−ト状としてもよい。また、負極活物質
の薄膜をニッケル、ステンレス、銅箔等の集電体上に真
空蒸着法、スパッタ法等で形成してもよい。
【0033】また正極活物質としてLiXMO2(xは充
放電状態によって異なり、通常0.05〜1.10であ
る。また、Mは遷移金属を表す。)等の遷移金属リチウ
ム複合酸化物を使用した場合には、負極活物質として
は、グラファイト、難黒鉛化カ−ボン等の炭素材料を使
用することも出来る。この場合、負極を形成する方法と
しては、負極活物質に必要に応じてバインダーを加え、
その混合物を混練し、所定の厚みのシ−ト又はペレット
に成形し、ステンレス、ニッケル、銅箔等の金属箔又は
金属メッシュからなる集電体に着設することにより負極
を形成することが出来る。ここでバインダ−は正極と同
様の材料、組み合わせを用いることが出来る。
放電状態によって異なり、通常0.05〜1.10であ
る。また、Mは遷移金属を表す。)等の遷移金属リチウ
ム複合酸化物を使用した場合には、負極活物質として
は、グラファイト、難黒鉛化カ−ボン等の炭素材料を使
用することも出来る。この場合、負極を形成する方法と
しては、負極活物質に必要に応じてバインダーを加え、
その混合物を混練し、所定の厚みのシ−ト又はペレット
に成形し、ステンレス、ニッケル、銅箔等の金属箔又は
金属メッシュからなる集電体に着設することにより負極
を形成することが出来る。ここでバインダ−は正極と同
様の材料、組み合わせを用いることが出来る。
【0034】電解質としては、エーテル化合物に金属塩
(例えば、LiClO4、LiBF4、LiPF6、Li
CF3SO3、LiAsF6、LiTFSI(リチウムビ
ス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド)等のリ
チウム塩)を溶かし、キャスティング、コ−ティング等
の方法により、正極、負極上に液流失防止のガイドを設
けて直接電解質を形成することが可能である。また不織
布、多孔性シ−ト、セパレ−タ−等に電解質溶液を含浸
させたものを電解質としてもよい。
(例えば、LiClO4、LiBF4、LiPF6、Li
CF3SO3、LiAsF6、LiTFSI(リチウムビ
ス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド)等のリ
チウム塩)を溶かし、キャスティング、コ−ティング等
の方法により、正極、負極上に液流失防止のガイドを設
けて直接電解質を形成することが可能である。また不織
布、多孔性シ−ト、セパレ−タ−等に電解質溶液を含浸
させたものを電解質としてもよい。
【0035】一方、エーテル化合物と金属塩とを所定の
比率でキャスト溶媒に溶解させてキャスト溶液を作成し
ておき、この溶液を正極又は負極上に直接塗布し、脱溶
媒して電解質を成形することも出来る。ここで負極へ電
解質を塗布する場合は不活性ガス雰囲気中又は乾燥空気
中での作業が必要である。負極に反応性の高いリチウム
金属を使用する場合には、作業中にリチウムの腐蝕など
による電極の劣化が生じやすいので、正極上に塗布する
ことが好ましい。
比率でキャスト溶媒に溶解させてキャスト溶液を作成し
ておき、この溶液を正極又は負極上に直接塗布し、脱溶
媒して電解質を成形することも出来る。ここで負極へ電
解質を塗布する場合は不活性ガス雰囲気中又は乾燥空気
中での作業が必要である。負極に反応性の高いリチウム
金属を使用する場合には、作業中にリチウムの腐蝕など
による電極の劣化が生じやすいので、正極上に塗布する
ことが好ましい。
【0036】エーテル化合物にシリカ、アルミナ、ゼオ
ライト、またはチタン酸バリウム等の粒子を分散し、機
械的強度や伝導性の増加及び充放電特性の改善を行うこ
とも可能である。粒子の添加量は、エーテル化合物10
0重量部に対して0.1〜50重量部の範囲が好まし
い。
ライト、またはチタン酸バリウム等の粒子を分散し、機
械的強度や伝導性の増加及び充放電特性の改善を行うこ
とも可能である。粒子の添加量は、エーテル化合物10
0重量部に対して0.1〜50重量部の範囲が好まし
い。
【0037】エーテル化合物に、溶媒を加えてリチウム
塩の溶解性を向上させたり、イオン伝導性を向上させた
りすることも可能である。また、重合性化合物、架橋助
剤、開始剤および/または光増感剤を加えて熱、光(紫
外線、電子線を含む)で化学反応させることで機械的強
度の向上を行うことも可能である。溶剤の例は、エチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート、N−メチル
オキサゾリン等のカーボネート化合物、ならびにジオキ
サンおよびジエチルエーテル等のエーテル化合物であ
る。この時の配合割合は、任意に設定できる。更に、本
エーテル化合物をゲル電解質用の電解液として用いるこ
とも可能である。
塩の溶解性を向上させたり、イオン伝導性を向上させた
りすることも可能である。また、重合性化合物、架橋助
剤、開始剤および/または光増感剤を加えて熱、光(紫
外線、電子線を含む)で化学反応させることで機械的強
度の向上を行うことも可能である。溶剤の例は、エチレ
ンカーボネート、プロピレンカーボネート、N−メチル
オキサゾリン等のカーボネート化合物、ならびにジオキ
サンおよびジエチルエーテル等のエーテル化合物であ
る。この時の配合割合は、任意に設定できる。更に、本
エーテル化合物をゲル電解質用の電解液として用いるこ
とも可能である。
【0038】上記正極、電解質、負極の積層物を外装材
を用いて密閉し電池とする。また、正極、電解質、負極
の積層物をさらに繰り返し積層して電池としてもよい。
さらに、正極、セパレーター、負極の積層物を先に作成
した後、本発明の電解質を注入、必要に応じて熱処理を
して、電池としてもよい。
を用いて密閉し電池とする。また、正極、電解質、負極
の積層物をさらに繰り返し積層して電池としてもよい。
さらに、正極、セパレーター、負極の積層物を先に作成
した後、本発明の電解質を注入、必要に応じて熱処理を
して、電池としてもよい。
【0039】本発明の電池は、電池形状については特に
制限はなく、フィルム状、コイン型、ボタン型、角型、
積層型、渦巻状型、筒型等の種々の形状に形成すること
ができる。
制限はなく、フィルム状、コイン型、ボタン型、角型、
積層型、渦巻状型、筒型等の種々の形状に形成すること
ができる。
【0040】
【実施例】以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明
する。 <エーテル化合物の合成>
する。 <エーテル化合物の合成>
【0041】実施例1 エーテル化合物(IV)の合成 (Step 1)ジエチレングリコールモノメチルエーテル3
60g(3.0モル)にペレット状のNaOH 44.0
g(1.1モル)を加え、70℃で攪拌しながら、2−
(2−メトキシエトキシ)エチルグリシジルエーテル 1
76g(1.0モル)を少量ずつ滴下した。滴下終了
後、約1時間攪拌した後室温で放冷した。その後、塩酸
で中和し、析出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧蒸留
により精製し、1,3−ビス[2−(2−メトキシエトキ
シ)エトキシ]−2−プロパノール 222g(収率75
%)を得た。蒸留温度は171〜175℃/0.8mm
Hgであった。
60g(3.0モル)にペレット状のNaOH 44.0
g(1.1モル)を加え、70℃で攪拌しながら、2−
(2−メトキシエトキシ)エチルグリシジルエーテル 1
76g(1.0モル)を少量ずつ滴下した。滴下終了
後、約1時間攪拌した後室温で放冷した。その後、塩酸
で中和し、析出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧蒸留
により精製し、1,3−ビス[2−(2−メトキシエトキ
シ)エトキシ]−2−プロパノール 222g(収率75
%)を得た。蒸留温度は171〜175℃/0.8mm
Hgであった。
【0042】(Step 2)Step 1で選られた1,3−ビス
[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−2−プロパ
ノール 100g(0.34モル)にペレット状のNaO
H 20.4g(0.51モル)を加え、60℃で攪拌し
ながら、2−クロロエチルメチルエーテル48.2g
(0.51モル)を少量ずつ滴下した。滴下終了後、約
2時間攪拌し、析出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧
蒸留により精製し、1,3−ビス[2−(2−メトキシエ
トキシ)エトキシ]−2−(2−メトキシエトキシ)プロパ
ン 102g(収率 85%)を得た。蒸留温度は155
〜161℃/0.2mmHgであった。
[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−2−プロパ
ノール 100g(0.34モル)にペレット状のNaO
H 20.4g(0.51モル)を加え、60℃で攪拌し
ながら、2−クロロエチルメチルエーテル48.2g
(0.51モル)を少量ずつ滴下した。滴下終了後、約
2時間攪拌し、析出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧
蒸留により精製し、1,3−ビス[2−(2−メトキシエ
トキシ)エトキシ]−2−(2−メトキシエトキシ)プロパ
ン 102g(収率 85%)を得た。蒸留温度は155
〜161℃/0.2mmHgであった。
【0043】
【化12】
【0044】実施例2 エーテル化合物(V)の合成 合成例1のStep 1と同様の方法で合成した1,3−ビス
(2−メトキシエトキシ)−2−プロパノール 100g
(0.48モル)にペレット状のNaOH 9.6g(0.
24モル)を加え、70℃で攪拌しながら2−クロロエ
チルエーテル11.4g(0.08モル)を少量ずつ滴下
した。滴下終了後、約2時間攪拌した後、室温で放冷し
た。その後、析出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧下
(180℃/0.1mmHg)で低沸物を除いて、(V)式の化合物
31.2g(収率80%)を得た。
(2−メトキシエトキシ)−2−プロパノール 100g
(0.48モル)にペレット状のNaOH 9.6g(0.
24モル)を加え、70℃で攪拌しながら2−クロロエ
チルエーテル11.4g(0.08モル)を少量ずつ滴下
した。滴下終了後、約2時間攪拌した後、室温で放冷し
た。その後、析出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧下
(180℃/0.1mmHg)で低沸物を除いて、(V)式の化合物
31.2g(収率80%)を得た。
【化13】
【0045】実施例3 エーテル化合物(VI)の合成 (Step 1)エピクロロヒドリン 506g(5.5モル)
にペレット状のNaOH 68.0g(1.7モル)を加
え、40℃で攪拌しながら、合成例1の Step 1 と同様
の方法で合成した1−(2-メトキシエトキシ)−3−[2
−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−2−プロパノー
ル 278g(1.1モル)を少量ずつ滴下した。滴下終
了後、約2時間攪拌した後室温で放冷した。その後、析
出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧蒸留により精製
し、1−(2−メトキシエトキシ)−3−[2−(2−メト
キシエトキシ)エトキシ]プロピルー2−グリシジルエー
テル 231g(収率68%)を得た。蒸留温度は14
3〜147℃/0.3mmHgであった。
にペレット状のNaOH 68.0g(1.7モル)を加
え、40℃で攪拌しながら、合成例1の Step 1 と同様
の方法で合成した1−(2-メトキシエトキシ)−3−[2
−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−2−プロパノー
ル 278g(1.1モル)を少量ずつ滴下した。滴下終
了後、約2時間攪拌した後室温で放冷した。その後、析
出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧蒸留により精製
し、1−(2−メトキシエトキシ)−3−[2−(2−メト
キシエトキシ)エトキシ]プロピルー2−グリシジルエー
テル 231g(収率68%)を得た。蒸留温度は14
3〜147℃/0.3mmHgであった。
【0046】(Step 2)次に、エトキシエタノール 1
17g(1.3モル)にペレット状のNaOH28.8g
(0.72モル)を加え、70℃で攪拌しながら、Step
1で得られた1−(2-メトキシエトキシ)−3−[2−(2
−メトキシエトキシ)エトキシ]プロピル−2−グリシジ
ルエーテル 200g(0.65モル)を少量ずつ滴下し
た。滴下終了後約1時間攪拌した後、室温で放冷した。
その後、塩酸で中和し、析出した塩をろ過し、濃縮した
後、減圧蒸留により、精製し、(m)式の化合物 18
4g(収率71%)を得た。蒸留温度は185〜192
℃/0.1mmHgであった。
17g(1.3モル)にペレット状のNaOH28.8g
(0.72モル)を加え、70℃で攪拌しながら、Step
1で得られた1−(2-メトキシエトキシ)−3−[2−(2
−メトキシエトキシ)エトキシ]プロピル−2−グリシジ
ルエーテル 200g(0.65モル)を少量ずつ滴下し
た。滴下終了後約1時間攪拌した後、室温で放冷した。
その後、塩酸で中和し、析出した塩をろ過し、濃縮した
後、減圧蒸留により、精製し、(m)式の化合物 18
4g(収率71%)を得た。蒸留温度は185〜192
℃/0.1mmHgであった。
【0047】
【化14】
【0048】(Step 3)Step 2で合成した(m)式の化
合物 150g(0.38モル)にペレット状のNaOH
22.8g(0.57モル)を加え、60℃で攪拌しな
がら、2−クロロエチルメチルエーテル 53.9g
(0.57モル)を少量ずつ滴下した。滴下終了後、約
2時間攪拌し、析出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧
下(180℃/0.1mmHg)で低沸物を除いて、(VI)式の化
合物134g(収率77%)を得た。
合物 150g(0.38モル)にペレット状のNaOH
22.8g(0.57モル)を加え、60℃で攪拌しな
がら、2−クロロエチルメチルエーテル 53.9g
(0.57モル)を少量ずつ滴下した。滴下終了後、約
2時間攪拌し、析出した塩をろ過し、濃縮した後、減圧
下(180℃/0.1mmHg)で低沸物を除いて、(VI)式の化
合物134g(収率77%)を得た。
【0049】
【化15】
【0050】得られたエーテル化合物の電気特性を以下
のとおり測定した。 <イオン導電率>イオン導伝率σの測定は印加電圧10
mV、周波数範囲5Hz〜13MHzの交流法を用い、
複素インピーダンスプロットより算出した。
のとおり測定した。 <イオン導電率>イオン導伝率σの測定は印加電圧10
mV、周波数範囲5Hz〜13MHzの交流法を用い、
複素インピーダンスプロットより算出した。
【0051】
【表1】表1. 合成
【0052】実施例4 エーテル化合物(IV)の電気特性(1) 実施例1で得られたエーテル化合物(IV)10.0g
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiCl
O41.20gを混合した。ポリプロピレン製のガイド
(内径8.3mm、ガイド高さ0.3mm)を持つSU
S製のブロッキング電極上に気泡を巻き込まないように
キャスティングし、SUS製の電極で電極・電解質・電
極の各接触が十分に保たれるように圧着し、さらにSU
S製の気密容器で梱包した。この作業は、乾燥したアル
ゴン雰囲気のグロ−ブボックス中で行った。次にこのセ
ルを恒温槽で設定温度に1時間以上保ったのち、インピ
−ダンスを測定した。イオン導電率は25℃、50℃、
70℃でそれぞれ、1.0×10-3S/cm、1.7×
10-3S/cm、3.0×10-3S/cmであった。
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiCl
O41.20gを混合した。ポリプロピレン製のガイド
(内径8.3mm、ガイド高さ0.3mm)を持つSU
S製のブロッキング電極上に気泡を巻き込まないように
キャスティングし、SUS製の電極で電極・電解質・電
極の各接触が十分に保たれるように圧着し、さらにSU
S製の気密容器で梱包した。この作業は、乾燥したアル
ゴン雰囲気のグロ−ブボックス中で行った。次にこのセ
ルを恒温槽で設定温度に1時間以上保ったのち、インピ
−ダンスを測定した。イオン導電率は25℃、50℃、
70℃でそれぞれ、1.0×10-3S/cm、1.7×
10-3S/cm、3.0×10-3S/cmであった。
【0053】実施例5 エーテル化合物(IV)の電気特性 (2) 実施例1で得られたエーテル化合物(IV)10.0g
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiBF
41.06gを混合した。実施例4と同様な手順でイン
ピ−ダンスを測定した結果、イオン導電率は25℃、5
0℃、70℃でそれぞれ、1.1×10-3S/cm、
2.0×10-3S/cm、2.9×10-3S/cmを示
した。
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiBF
41.06gを混合した。実施例4と同様な手順でイン
ピ−ダンスを測定した結果、イオン導電率は25℃、5
0℃、70℃でそれぞれ、1.1×10-3S/cm、
2.0×10-3S/cm、2.9×10-3S/cmを示
した。
【0054】実施例6 エーテル化合物(V)の電気特性 実施例2で得られたエーテル化合物(V)10.0g
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiCl
O41.20gを混合した。実施例4と同様にインピ−
ダンスを測定した結果、イオン導電率は25℃、50
℃、70℃でそれぞれ、9.0×10-4S/cm、1.
4×10-3S/cm、2.6×10-3S/cmを示し
た。
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiCl
O41.20gを混合した。実施例4と同様にインピ−
ダンスを測定した結果、イオン導電率は25℃、50
℃、70℃でそれぞれ、9.0×10-4S/cm、1.
4×10-3S/cm、2.6×10-3S/cmを示し
た。
【0055】実施例7 エーテル化合物(VI)の電気特性 実施例3で得られたエーテル化合物(VI)10.0g
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiCl
O41.40gを混合した。実施例4と同様にインピ−
ダンスを測定した結果、イオン導電率は25℃、50
℃、70℃でそれぞれ、7.8×10-4S/cm、1.
1×10-3S/cm、2.4×10-3S/cmを示し
た。
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiCl
O41.40gを混合した。実施例4と同様にインピ−
ダンスを測定した結果、イオン導電率は25℃、50
℃、70℃でそれぞれ、7.8×10-4S/cm、1.
1×10-3S/cm、2.4×10-3S/cmを示し
た。
【0056】実施例8 エーテル化合物(VI)の電気特性 実施例1で得られたエーテル化合物(VI)10.0g
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiTF
SI3.77gを混合した。実施例4と同様に同様な手
順でインピ−ダンスを測定した結果、イオン導電率は2
5℃、50℃、70℃でそれぞれ、2.2×10-3S/
cm、4.3×10-3S/cm、5.7×10-3S/c
mを示した。
と、モル比(可溶性電解質塩化合物のモル数)/(エーテル
の酸素原子の総モル数)が0.05となるようにLiTF
SI3.77gを混合した。実施例4と同様に同様な手
順でインピ−ダンスを測定した結果、イオン導電率は2
5℃、50℃、70℃でそれぞれ、2.2×10-3S/
cm、4.3×10-3S/cm、5.7×10-3S/c
mを示した。
【0057】
【表2】表2.イオン導電率(σ[S/cm])
【0058】実施例9 <正極の作製方法1>LiCoO2粉末85gに対して
アセチレンブラック12gとポリフッ化ビニリデン共重
合体(アトケム社製カイナ−2801)13g、ジメチル
フォルムアミド(DMF)30gをディスパ−を用いて混
合した後、アルミニウム箔(厚さ25μm)上に均一に塗
布し、脱溶媒させた。さらに、これを加圧成形し、真空
加熱(100℃)下で十分に脱溶媒し、ロ−ルプレスで圧
延し、厚さ39μmの正極を作成した。これを正極1と
する。
アセチレンブラック12gとポリフッ化ビニリデン共重
合体(アトケム社製カイナ−2801)13g、ジメチル
フォルムアミド(DMF)30gをディスパ−を用いて混
合した後、アルミニウム箔(厚さ25μm)上に均一に塗
布し、脱溶媒させた。さらに、これを加圧成形し、真空
加熱(100℃)下で十分に脱溶媒し、ロ−ルプレスで圧
延し、厚さ39μmの正極を作成した。これを正極1と
する。
【0059】<電池の組立と充放電1>電解質として実
施例4で調製した電解質溶液、負極としてリチウム金属
箔(厚さ0.1mm)、及び上記正極を用いて二次電池
を構成した。ここで電解質のサイズは 直径8.3m
m、厚み300μmとなるようにポリプロピレン製のガ
イドを取り付けた。イオン導電率の測定と同様に外装は
イオン導電率測定に用いたSUS製で、外気との接触を
避けるため密閉された。ここで、電池の組立作業はアル
ゴンガス雰囲気のグロ−ブボックス中で行った。
施例4で調製した電解質溶液、負極としてリチウム金属
箔(厚さ0.1mm)、及び上記正極を用いて二次電池
を構成した。ここで電解質のサイズは 直径8.3m
m、厚み300μmとなるようにポリプロピレン製のガ
イドを取り付けた。イオン導電率の測定と同様に外装は
イオン導電率測定に用いたSUS製で、外気との接触を
避けるため密閉された。ここで、電池の組立作業はアル
ゴンガス雰囲気のグロ−ブボックス中で行った。
【0060】組上がったセルを50℃の恒温槽で一晩保
持した後、電池の充放電特性を調べた。1サイクルとし
ては電圧2.8V−4.1Vの間で4.1Vまで電流密
度0.1mA/cm2で定電流(CC)、以後定電圧(C
V)4.1Vで更に充電を行った後、次に定電流(CC)
0.1mA/cm2で放電を行った。初期容量は130m
Ah/gを示し、50サイクル後の充放電でも放電容量
の低下がなかった。
持した後、電池の充放電特性を調べた。1サイクルとし
ては電圧2.8V−4.1Vの間で4.1Vまで電流密
度0.1mA/cm2で定電流(CC)、以後定電圧(C
V)4.1Vで更に充電を行った後、次に定電流(CC)
0.1mA/cm2で放電を行った。初期容量は130m
Ah/gを示し、50サイクル後の充放電でも放電容量
の低下がなかった。
【0061】実施例10 <正極の作製方法2>LiMn2O4粉末20gに対して
アセチレンブラック15gとエチレンオキサイド(80
モル%)と2−(2−メトキシエトキシ)エチルグリシ
ジルエ−テル(18モル%)とアリルグリシジルエ−テ
ル(2モル%)の3元共重合体15g、過酸化ベンゾイ
ル0.5g、LiBF41.3gトルエン90g、エチ
レングリコ−ルモノエチルエ−テル90gを撹拌下で混
合してペ−ストを造った。このペ−ストをアルミ箔上に
塗布後、脱溶媒した。さらに不活性アルゴン雰囲気下、
100℃−3時間架橋反応を行い、ロ−ルプレスで圧延
し、厚さ32μmの正極を作成した。これを正極2とす
る。
アセチレンブラック15gとエチレンオキサイド(80
モル%)と2−(2−メトキシエトキシ)エチルグリシ
ジルエ−テル(18モル%)とアリルグリシジルエ−テ
ル(2モル%)の3元共重合体15g、過酸化ベンゾイ
ル0.5g、LiBF41.3gトルエン90g、エチ
レングリコ−ルモノエチルエ−テル90gを撹拌下で混
合してペ−ストを造った。このペ−ストをアルミ箔上に
塗布後、脱溶媒した。さらに不活性アルゴン雰囲気下、
100℃−3時間架橋反応を行い、ロ−ルプレスで圧延
し、厚さ32μmの正極を作成した。これを正極2とす
る。
【0062】<電池の組立と充放電2>電解質として実
施例5で調整した電解質溶液、負極としてリチウム金属
箔(厚さ0.1mm)、及び上記正極を用いて二次電池
を構成した。ここで電解質のサイズは実施例9と同様で
ある。40℃の恒温槽で一晩保持した後、電池の充放電
特性を調べた。1サイクルとしては電圧3.3V−4.
3Vの間で電流密度0.1mA/cm2でCC−CV充電
を行った後、CC放電を行った。初期容量は103mA
h/gを示し、50サイクル後の充放電でも放電容量の
低下がなかった。
施例5で調整した電解質溶液、負極としてリチウム金属
箔(厚さ0.1mm)、及び上記正極を用いて二次電池
を構成した。ここで電解質のサイズは実施例9と同様で
ある。40℃の恒温槽で一晩保持した後、電池の充放電
特性を調べた。1サイクルとしては電圧3.3V−4.
3Vの間で電流密度0.1mA/cm2でCC−CV充電
を行った後、CC放電を行った。初期容量は103mA
h/gを示し、50サイクル後の充放電でも放電容量の
低下がなかった。
【0063】実施例11 <電池の組立と充放電3>実施例10で測定を終えた電
池を更に60℃に加熱し、実施例10と同様に充放電試
験を行った。初期容量は105mAh/gを示し、50
サイクル後の充放電でも放電容量の低下は認められなか
った。
池を更に60℃に加熱し、実施例10と同様に充放電試
験を行った。初期容量は105mAh/gを示し、50
サイクル後の充放電でも放電容量の低下は認められなか
った。
【0064】比較例1 電解液に1M−LiClO4/エチレンカーボネート(E
C):ジエチルカーボネート(DEC)(重量比1:1)
の混合液を用い、負極としてリチウム金属箔、及び実施
例10で作成した正極1を用いて二次電池を構成し、実
施例10と同様に60℃で電池の充放電特性を調べた。
初期容量は95mAh/gを示したが、10サイクル目
で急激に放電容量が半分以下に低下した。
C):ジエチルカーボネート(DEC)(重量比1:1)
の混合液を用い、負極としてリチウム金属箔、及び実施
例10で作成した正極1を用いて二次電池を構成し、実
施例10と同様に60℃で電池の充放電特性を調べた。
初期容量は95mAh/gを示したが、10サイクル目
で急激に放電容量が半分以下に低下した。
【0065】
【表3】表3.電池試験
【0066】
【発明の効果】本発明の電解質は沸点が高く、正極の活
物質および負極のリチウム金属に対して安定であるた
め、炭酸エステル系の電解液と比べて安全性やハンドリ
ング性の面で優れている。したがって電池をはじめ、大
容量コンデンサー、表示素子、例えばエレクトロクロミ
ックディスプレイなど電子機器へ応用できる。本発明の
電解質を使用した電池は、寿命が長い。
物質および負極のリチウム金属に対して安定であるた
め、炭酸エステル系の電解液と比べて安全性やハンドリ
ング性の面で優れている。したがって電池をはじめ、大
容量コンデンサー、表示素子、例えばエレクトロクロミ
ックディスプレイなど電子機器へ応用できる。本発明の
電解質を使用した電池は、寿命が長い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01G 9/038 H01M 6/18 E H01M 6/18 6/22 C 6/22 H01G 9/00 301D (72)発明者 村永 外志雄 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目10番8号 ダイソー株式会社内 (72)発明者 田渕 雅人 大阪府大阪市西区江戸堀1丁目10番8号 ダイソー株式会社内 Fターム(参考) 4J002 CH021 DE196 DH006 DK006 EN136 ER026 EV216 EV256 FD116 4J005 AA04 BD03 5H024 AA03 AA12 DD09 EE09 FF15 FF16 FF17 FF18 FF19 FF23 FF31 FF34 FF38 GG00 HH01 5H029 AJ05 AJ07 AJ12 AJ14 AK02 AK03 AK16 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 DJ09 EJ12
Claims (2)
- 【請求項1】 (A)式(I): 【化1】 [R1、R2、R3は炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数
2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。l、m、
nは0〜12である。但し、l+m+n≧2であ
る。]、又は式(II): 【化2】 [R4、R5、R6、R7は炭素数1〜6のアルキル基又は
炭素数2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。
o、p、q、r、s、は0〜12である。但し、o+p+q+r
+s≧2である。]、又は式(III): 【化3】 [R8、R9、R10、R11は炭素数1〜6のアルキル基又
は炭素数2〜6のアルケニル基より選ばれる基である。
t、u、v、w は0〜12である。但し、t+u+v+w≧2
である。]で示されるエーテル化合物、および(B)電
解質塩化合物からなる電解質。 - 【請求項2】 請求項1に記載の電解質を用いた電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000055674A JP2001243987A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | エ−テル化合物を電解質に用いた電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000055674A JP2001243987A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | エ−テル化合物を電解質に用いた電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001243987A true JP2001243987A (ja) | 2001-09-07 |
Family
ID=18576760
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000055674A Pending JP2001243987A (ja) | 2000-03-01 | 2000-03-01 | エ−テル化合物を電解質に用いた電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001243987A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006134817A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sumitomo 3M Ltd | 電解質組成物および電池 |
US7115332B2 (en) | 2002-03-26 | 2006-10-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power supply unit |
CN102471417A (zh) * | 2009-07-15 | 2012-05-23 | 巴斯夫欧洲公司 | 共聚物、其作为增稠剂的用途及其制备方法 |
JP2022541129A (ja) * | 2019-07-01 | 2022-09-22 | エー123 システムズ エルエルシー | イオン伝導性ポリマー電解質を有する複合固体電池セルのためのシステムおよび方法 |
-
2000
- 2000-03-01 JP JP2000055674A patent/JP2001243987A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7115332B2 (en) | 2002-03-26 | 2006-10-03 | Nissan Motor Co., Ltd. | Power supply unit |
JP2006134817A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Sumitomo 3M Ltd | 電解質組成物および電池 |
CN102471417A (zh) * | 2009-07-15 | 2012-05-23 | 巴斯夫欧洲公司 | 共聚物、其作为增稠剂的用途及其制备方法 |
CN102471417B (zh) * | 2009-07-15 | 2015-08-19 | 巴斯夫欧洲公司 | 共聚物、其作为增稠剂的用途及其制备方法 |
JP2022541129A (ja) * | 2019-07-01 | 2022-09-22 | エー123 システムズ エルエルシー | イオン伝導性ポリマー電解質を有する複合固体電池セルのためのシステムおよび方法 |
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