JP3236122B2 - 有機電解液電池 - Google Patents
有機電解液電池Info
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- JP3236122B2 JP3236122B2 JP10614493A JP10614493A JP3236122B2 JP 3236122 B2 JP3236122 B2 JP 3236122B2 JP 10614493 A JP10614493 A JP 10614493A JP 10614493 A JP10614493 A JP 10614493A JP 3236122 B2 JP3236122 B2 JP 3236122B2
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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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上に利用分野】本発明は、有機電解液電池に係わ
り、さらに詳しくはその電解液の改良に関する。
り、さらに詳しくはその電解液の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムを負極活物質とし、二酸化マン
ガンを正極活物質とし、電解液に有機溶媒系の電解液を
用いたリチウム−二酸化マンガン電池に代表される有機
電解液電池は、高エネルギー密度で、かつ軽量であり、
しかも長寿命のため、需要が増々増加する傾向にある。
ガンを正極活物質とし、電解液に有機溶媒系の電解液を
用いたリチウム−二酸化マンガン電池に代表される有機
電解液電池は、高エネルギー密度で、かつ軽量であり、
しかも長寿命のため、需要が増々増加する傾向にある。
【０００３】また、最近はリチウム電池の二次電池とし
ての用途が注目され、その具体的商品としてリチウムイ
オン蓄電池が既に市場に出回っている。このリチウムイ
オン蓄電池は、正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 を使用
し、負極活物質として炭素化合物を使用したものであっ
て、高電圧が得られるという特徴がある。
ての用途が注目され、その具体的商品としてリチウムイ
オン蓄電池が既に市場に出回っている。このリチウムイ
オン蓄電池は、正極活物質としてＬｉＣｏＯ2 を使用
し、負極活物質として炭素化合物を使用したものであっ
て、高電圧が得られるという特徴がある。
【０００４】しかし、高電圧を維持するためには電解液
の耐酸化性を高める必要があり、電解液の溶媒としては
一般にプロピレンカーボネートなどのカーボネート類や
γ−ブチロラクトンなどのエステル類が使用されている
が、耐酸化性の優れた溶媒を使用するほど電解液の粘度
が高くなったり、電極やセパレータとのなじみが悪くな
って、電池内への電解液の注入に時間が多くかかり、場
合によっては電解液が注入できない部分が生じることも
あった。
の耐酸化性を高める必要があり、電解液の溶媒としては
一般にプロピレンカーボネートなどのカーボネート類や
γ−ブチロラクトンなどのエステル類が使用されている
が、耐酸化性の優れた溶媒を使用するほど電解液の粘度
が高くなったり、電極やセパレータとのなじみが悪くな
って、電池内への電解液の注入に時間が多くかかり、場
合によっては電解液が注入できない部分が生じることも
あった。
【０００５】これを改善するために添加剤を用いること
が提案されている。例えば、特開昭６３−４８７６２号
公報に記載のようにポリエチレングリコール型界面活性
剤などを電解液中に添加することや、特開昭５７−６１
２６７号公報に記載のようにＬｉＣｌのような電解質を
正極にコーティングすることなどである。
が提案されている。例えば、特開昭６３−４８７６２号
公報に記載のようにポリエチレングリコール型界面活性
剤などを電解液中に添加することや、特開昭５７−６１
２６７号公報に記載のようにＬｉＣｌのような電解質を
正極にコーティングすることなどである。
【０００６】しかし、これらは効果が少なく、数％の添
加が必要であったり、電池の放電電圧を低下させたり、
正極に対する安定性が悪かったり、高温で分解するなど
の問題を有していた。
加が必要であったり、電池の放電電圧を低下させたり、
正極に対する安定性が悪かったり、高温で分解するなど
の問題を有していた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
有機電解液電池が持っていた電解液の注入時における問
題点を解決し、より短い時間で均一な電解液の注入が可
能な有機電解液電池を提供することを目的とする。
有機電解液電池が持っていた電解液の注入時における問
題点を解決し、より短い時間で均一な電解液の注入が可
能な有機電解液電池を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、有機電解液電
池の電解液の第２電解質として、−ＳＯ2 −結合または
−ＣＯ−結合と炭素数２〜１５のアルキル基とを有する
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩と、−ＳＯ 2
−結合または−ＣＯ−結合を有し、かつ第２電解質より
分子量の小さいアルカリ金属、アルカリ土類金属または
第４級アンモニウムの塩からなる第１電解質とを使用す
ることによって、電池内への電解液注入時間の短縮や均
一な電解液の注入を可能にしたものである。また、本発
明は、有機電解液電池の電解液の溶媒として、カーボネ
ート類、エステル類およびスルフォランより選ばれる溶
媒を単独でまたは２種以上混合して全溶媒の９０体積％
以上用い、電解液の電解質として、−ＳＯ 2 −結合また
は−ＣＯ−結合と炭素数２〜１５のアルキル基とを有す
るアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩からなる第
２電解質と、該第２電解質より分子量の小さい第１電解
質とを使用することによって、電池内への電解液注入時
間の短縮や均一な電解液の注入を可能にしたものであ
る。
池の電解液の第２電解質として、−ＳＯ2 −結合または
−ＣＯ−結合と炭素数２〜１５のアルキル基とを有する
アルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩と、−ＳＯ 2
−結合または−ＣＯ−結合を有し、かつ第２電解質より
分子量の小さいアルカリ金属、アルカリ土類金属または
第４級アンモニウムの塩からなる第１電解質とを使用す
ることによって、電池内への電解液注入時間の短縮や均
一な電解液の注入を可能にしたものである。また、本発
明は、有機電解液電池の電解液の溶媒として、カーボネ
ート類、エステル類およびスルフォランより選ばれる溶
媒を単独でまたは２種以上混合して全溶媒の９０体積％
以上用い、電解液の電解質として、−ＳＯ 2 −結合また
は−ＣＯ−結合と炭素数２〜１５のアルキル基とを有す
るアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩からなる第
２電解質と、該第２電解質より分子量の小さい第１電解
質とを使用することによって、電池内への電解液注入時
間の短縮や均一な電解液の注入を可能にしたものであ
る。
【０００９】本発明において、第２電解質は電解液の浸
透性を高めるために用いるものであって、この第２電解
質としては、例えば、ＬｉＣn Ｆ2n+1ＳＯ3 、（Ｃn Ｆ
2n+1ＳＯ2 ）2 Ｎ・Ｌｉ、（Ｃn Ｆ2n+1ＳＯ2 ）3 Ｃ・
Ｌｉ、ＬｉＣn Ｆ2n+1ＣＯ2、Ｌｉ2 Ｃn Ｆ2n（Ｓ
Ｏ3 ）2 などが用いられる。
透性を高めるために用いるものであって、この第２電解
質としては、例えば、ＬｉＣn Ｆ2n+1ＳＯ3 、（Ｃn Ｆ
2n+1ＳＯ2 ）2 Ｎ・Ｌｉ、（Ｃn Ｆ2n+1ＳＯ2 ）3 Ｃ・
Ｌｉ、ＬｉＣn Ｆ2n+1ＣＯ2、Ｌｉ2 Ｃn Ｆ2n（Ｓ
Ｏ3 ）2 などが用いられる。
【００１０】また、上記のようなＬｉ塩だけでなく、
Ｋ、Ｎａなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカ
リ土類金属の塩も用いることができる。なかでも、−Ｓ
Ｏ2 −結合を有する塩は、−ＣＯ−結合を有するものに
比べて伝導度が優れている。
Ｋ、Ｎａなどのアルカリ金属、Ｃａ、Ｍｇなどのアルカ
リ土類金属の塩も用いることができる。なかでも、−Ｓ
Ｏ2 −結合を有する塩は、−ＣＯ−結合を有するものに
比べて伝導度が優れている。
【００１１】第２電解質が−ＳＯ2 −結合や−ＣＯ−結
合を有することが必要なのは、有機溶媒に溶かした時の
溶解性や伝導度をよくするためである。なお、本発明に
おいて伝導度とはイオン伝導度をいう。
合を有することが必要なのは、有機溶媒に溶かした時の
溶解性や伝導度をよくするためである。なお、本発明に
おいて伝導度とはイオン伝導度をいう。
【００１２】また、第２電解質が炭素数２以上のアルキ
ル基を必要とするのは、炭素数が多くなるほど、電解液
の浸透作用を促進させることができるからである。
ル基を必要とするのは、炭素数が多くなるほど、電解液
の浸透作用を促進させることができるからである。
【００１３】そして、炭素鎖の水素がフッ素で置換され
ているものほど塩の耐酸化性が向上するので、３．５Ｖ
以上の高電圧が得られる電池には望ましい。
ているものほど塩の耐酸化性が向上するので、３．５Ｖ
以上の高電圧が得られる電池には望ましい。
【００１４】したがって、第２電解質におけるアルキル
基としては、フルオロアルキル基、特にパーフルオロア
ルキル基が好ましい。
基としては、フルオロアルキル基、特にパーフルオロア
ルキル基が好ましい。
【００１５】一方、炭素数が多くなりすぎても電解液の
浸透性が低下するので、第２電解質におけるアルキル基
としては炭素数１５以下のものであることが必要であ
り、特に４〜１２、とりわけ６〜１０のものが好まし
い。
浸透性が低下するので、第２電解質におけるアルキル基
としては炭素数１５以下のものであることが必要であ
り、特に４〜１２、とりわけ６〜１０のものが好まし
い。
【００１６】第２電解質として、特に好ましいものを例
示すると、例えば、ＬｉＣ6 Ｆ13ＳＯ3 、ＬｉＣ7 Ｆ15
ＳＯ3 、ＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 、（Ｃ8 Ｆ17ＳＯ2 ）2 Ｎ
Ｌｉ、（Ｃ8 Ｆ17ＳＯ2 ）3 ＣＬｉ、ＬｉＣ7 Ｆ15ＣＯ
2 などである。
示すると、例えば、ＬｉＣ6 Ｆ13ＳＯ3 、ＬｉＣ7 Ｆ15
ＳＯ3 、ＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 、（Ｃ8 Ｆ17ＳＯ2 ）2 Ｎ
Ｌｉ、（Ｃ8 Ｆ17ＳＯ2 ）3 ＣＬｉ、ＬｉＣ7 Ｆ15ＣＯ
2 などである。
【００１７】本発明では、電解液の浸透促進のために上
記のような第２電解質を用いているが、従来の技術のと
ころでも述べたように特開昭６３−４８７６２号公報に
記載のようなポリエチレングリコール型界面活性剤の添
加によって改善する方法もある。しかし、そのような方
法による場合は効果が少なく、数％の添加が必要であっ
たり、電池の放電電圧を低下させたり、電極に対する安
定性が悪かったり、高温で分解するなどの問題がある。
記のような第２電解質を用いているが、従来の技術のと
ころでも述べたように特開昭６３−４８７６２号公報に
記載のようなポリエチレングリコール型界面活性剤の添
加によって改善する方法もある。しかし、そのような方
法による場合は効果が少なく、数％の添加が必要であっ
たり、電池の放電電圧を低下させたり、電極に対する安
定性が悪かったり、高温で分解するなどの問題がある。
【００１８】これに対し、本発明の第２電解質の場合
は、より少量で効果が得られるだけでなく、良好な電解
質として機能するので電池性能が損なわれることがな
く、電極に対しても安定であり、特に高電圧の電極に対
しても優れた安定性を示すなど優れた特性を有してい
る。
は、より少量で効果が得られるだけでなく、良好な電解
質として機能するので電池性能が損なわれることがな
く、電極に対しても安定であり、特に高電圧の電極に対
しても優れた安定性を示すなど優れた特性を有してい
る。
【００１９】この第２電解質の使用量としては、電解液
中で０．０１〜０．５ｍｏｌ／ｌ、特に０．０５〜０．
２ｍｏｌ／ｌになるようにするのが好ましい。すなわ
ち、第２電解質が０．０１ｍｏｌ／ｌより少ない場合は
電解液の浸透作用を高める効果が少なくなる。第２電解
質の量が０．５ｍｏｌ／ｌより多くてもさしつかえない
が、それ以上多くしても効果の増加がみられず、多くす
る利点がない。
中で０．０１〜０．５ｍｏｌ／ｌ、特に０．０５〜０．
２ｍｏｌ／ｌになるようにするのが好ましい。すなわ
ち、第２電解質が０．０１ｍｏｌ／ｌより少ない場合は
電解液の浸透作用を高める効果が少なくなる。第２電解
質の量が０．５ｍｏｌ／ｌより多くてもさしつかえない
が、それ以上多くしても効果の増加がみられず、多くす
る利点がない。
【００２０】つぎに、第１電解質としては、ＬｉＣｌＯ
4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 などでもよ
いが、電解液の浸透性を重視すると、−ＳＯ2 −結合ま
たは−ＣＯ−結合とフルオロアルキル基を有するアルカ
リ金属、アルカリ土類金属または第４級アンモニウムの
塩であることが好ましく、高い伝導度を得るためにはフ
ルオロアルキル基に含まれる炭素数が８個以下、特に炭
素数２〜６個のフルオロアルキル基を有するアルカリ金
属、アルカリ土類金属または第４級アンモニウムの塩で
あることが好ましい。ただし、この第１電解質としては
前記第２電解質より分子量の小さいものを用いることが
必要である。
4 、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 などでもよ
いが、電解液の浸透性を重視すると、−ＳＯ2 −結合ま
たは−ＣＯ−結合とフルオロアルキル基を有するアルカ
リ金属、アルカリ土類金属または第４級アンモニウムの
塩であることが好ましく、高い伝導度を得るためにはフ
ルオロアルキル基に含まれる炭素数が８個以下、特に炭
素数２〜６個のフルオロアルキル基を有するアルカリ金
属、アルカリ土類金属または第４級アンモニウムの塩で
あることが好ましい。ただし、この第１電解質としては
前記第２電解質より分子量の小さいものを用いることが
必要である。
【００２１】第１電解質として、特に好ましいものを例
示すると、例えば、ＬｉＣ2 Ｆ5 ＳＯ3 、ＬｉＣ3 Ｆ7
ＳＯ3 、ＬｉＣ4 Ｆ9 ＳＯ3 、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬ
ｉ、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 ＣＬｉなどである。
示すると、例えば、ＬｉＣ2 Ｆ5 ＳＯ3 、ＬｉＣ3 Ｆ7
ＳＯ3 、ＬｉＣ4 Ｆ9 ＳＯ3 、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬ
ｉ、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 ＣＬｉなどである。
【００２２】本発明において、電解液の有機溶媒として
は、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、ブチレンカーボネートなどのカーボネート類、
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどのエステ
ル類、スルフォラン、ジメチルスルフォキシドなどの含
硫黄化合物、１，２−ジメトキシエタン、ジメトキシメ
タン、ジメトキシプロパン、１，３−ジオキソラン、テ
トラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフランなど
のエーテル類などの有機溶媒が単独でまたは２種以上混
合して用いられる。
は、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボ
ネート、ブチレンカーボネートなどのカーボネート類、
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどのエステ
ル類、スルフォラン、ジメチルスルフォキシドなどの含
硫黄化合物、１，２−ジメトキシエタン、ジメトキシメ
タン、ジメトキシプロパン、１，３−ジオキソラン、テ
トラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフランなど
のエーテル類などの有機溶媒が単独でまたは２種以上混
合して用いられる。
【００２３】なかでも、カーボネート類、エステル類、
スルフォランなどを９０体積％以上、特に１００体積％
用いる場合で、電解液の動粘度が１ｃｓｔ以上、特に
１．５ｃｓｔ以上、とりわけ２ｃｓｔ以上のものに対し
て、本発明の効果が特に顕著に発揮される。
スルフォランなどを９０体積％以上、特に１００体積％
用いる場合で、電解液の動粘度が１ｃｓｔ以上、特に
１．５ｃｓｔ以上、とりわけ２ｃｓｔ以上のものに対し
て、本発明の効果が特に顕著に発揮される。
【００２４】上記の第２電解質は、第１電解質と共に、
電池内への注入前の電解液に溶解させておいてもよい
し、また第１電解質を含む電解液を電池内に注入する前
に第２電解質のみをセパレータや電極などの電解液の浸
透が必要な電池材料に付着させておき、上記第１電解質
を含む電解液との接触により第２電解質が電解液中に溶
解するようにしてもよく、特に後者の方が少ない使用量
でも所望の効果が得られるので好ましい。
電池内への注入前の電解液に溶解させておいてもよい
し、また第１電解質を含む電解液を電池内に注入する前
に第２電解質のみをセパレータや電極などの電解液の浸
透が必要な電池材料に付着させておき、上記第１電解質
を含む電解液との接触により第２電解質が電解液中に溶
解するようにしてもよく、特に後者の方が少ない使用量
でも所望の効果が得られるので好ましい。
【００２５】負極には、例えば、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属またはこれらの金属を含む化合物、例えばＬ
ｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｉｎなどの合金や黒鉛などの炭素化合
物にリチウムがインターカレートしたものなどを使用す
ることができる。
リ土類金属またはこれらの金属を含む化合物、例えばＬ
ｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｉｎなどの合金や黒鉛などの炭素化合
物にリチウムがインターカレートしたものなどを使用す
ることができる。
【００２６】また、正極には、例えば、マンガン酸化
物、バナジウム酸化物、クロム酸化物、リチウム−コバ
ルト酸化物、リチウム−ニッケル酸化物などの活物質と
導電助剤、結着剤を適宜混合して、ステンレス鋼などの
集電材料と共に成形体に仕上げたものを用いることがで
きる。
物、バナジウム酸化物、クロム酸化物、リチウム−コバ
ルト酸化物、リチウム−ニッケル酸化物などの活物質と
導電助剤、結着剤を適宜混合して、ステンレス鋼などの
集電材料と共に成形体に仕上げたものを用いることがで
きる。
【００２７】
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに具体
的に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに
限られるものではない。
的に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに
限られるものではない。
【００２８】実施例１ 熱処理した二酸化マンガンとカーボンブラックとポリテ
トラフルオロエチレンとの混合物からなる二酸化マンガ
ン合剤をステンレス鋼製網を芯材として厚さ０．４ｍ
ｍ、幅３０ｍｍのシート状に成形して帯状の正極にし、
この帯状正極にステンレス鋼製の集電体を取り付けた
後、２５０℃で乾燥し、乾燥後、乾燥雰囲気中で室温ま
で冷却した。
トラフルオロエチレンとの混合物からなる二酸化マンガ
ン合剤をステンレス鋼製網を芯材として厚さ０．４ｍ
ｍ、幅３０ｍｍのシート状に成形して帯状の正極にし、
この帯状正極にステンレス鋼製の集電体を取り付けた
後、２５０℃で乾燥し、乾燥後、乾燥雰囲気中で室温ま
で冷却した。
【００２９】上記帯状正極を厚さ２５μｍの微孔性ポリ
プロピレンフィルムからなるセパレータで包み、これに
厚さ０．１８ｍｍ、幅３０ｍｍのリチウムからなる帯状
負極を重ね、渦巻状に巻回して渦巻状電極体とした後、
外径１５ｍｍの有底円筒状の電池ケース内に充填し、正
負極リード体のスポット溶接を行った。
プロピレンフィルムからなるセパレータで包み、これに
厚さ０．１８ｍｍ、幅３０ｍｍのリチウムからなる帯状
負極を重ね、渦巻状に巻回して渦巻状電極体とした後、
外径１５ｍｍの有底円筒状の電池ケース内に充填し、正
負極リード体のスポット溶接を行った。
【００３０】つぎに、ＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 を１，２−ジ
メトキシエタンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶解させたものを電
池内に１．５ｍｌ注入し、これを真空乾燥することによ
り１，２−ジメトキシエタンを除去した。その後、（Ｃ
Ｆ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉをプロピレンカーボネートに０．
６ｍｏｌ／ｌ溶解させた電解液を電池内に１．５ｍｌ注
入した。
メトキシエタンに０．１ｍｏｌ／ｌ溶解させたものを電
池内に１．５ｍｌ注入し、これを真空乾燥することによ
り１，２−ジメトキシエタンを除去した。その後、（Ｃ
Ｆ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉをプロピレンカーボネートに０．
６ｍｏｌ／ｌ溶解させた電解液を電池内に１．５ｍｌ注
入した。
【００３１】上記電解液中の電解質について説明する
と、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉが第１電解質で、この
（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉの電解液中の濃度は０．６ｍ
ｏｌ／ｌであり、ＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 が第２電解質で、
このＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 の電解液中の濃度は０．１ｍｏ
ｌ／ｌになると考えられる。そして、この電解液の溶媒
はプロピレンカーボネートであり、第１電解質を溶解さ
せた時点での動粘度は３．０ｃｓｔであった。
と、（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉが第１電解質で、この
（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉの電解液中の濃度は０．６ｍ
ｏｌ／ｌであり、ＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 が第２電解質で、
このＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 の電解液中の濃度は０．１ｍｏ
ｌ／ｌになると考えられる。そして、この電解液の溶媒
はプロピレンカーボネートであり、第１電解質を溶解さ
せた時点での動粘度は３．０ｃｓｔであった。
【００３２】つぎに、常法にしたがって、電池ケースの
開口部を封口し、図１に示す構造の筒形の有機電解液電
池を作製した。
開口部を封口し、図１に示す構造の筒形の有機電解液電
池を作製した。
【００３３】図１に示す電池について説明すると、１は
前記の二酸化マンガン合剤を成形した正極であり、成形
にあたってはステンレス鋼製網が芯材として使用されて
いる。２はリチウムからなる負極であり、この負極２は
ステンレス鋼製網に圧着して作製されている。
前記の二酸化マンガン合剤を成形した正極であり、成形
にあたってはステンレス鋼製網が芯材として使用されて
いる。２はリチウムからなる負極であり、この負極２は
ステンレス鋼製網に圧着して作製されている。
【００３４】ただし、図１では、繁雑化を避けるため、
正極１や負極２の作製にあたって使用されたステンレス
鋼製網や取り付けた集電体などを図示していない。そし
て、３はセパレータで、４は上記の電解液である。
正極１や負極２の作製にあたって使用されたステンレス
鋼製網や取り付けた集電体などを図示していない。そし
て、３はセパレータで、４は上記の電解液である。
【００３５】５はステンレス鋼製の電池ケースであり、
この電池ケース５は負極端子を兼ねている。電池ケース
５の底部にはポリテトラフルオロエチレンシートからな
る絶縁体６が設置され、電池ケース５の内周部にもポリ
テトラフルオロエチレンシートからなる絶縁体７が配設
されていて、前記正極１、負極２およびセパレータ３か
らなる渦巻状電極体や、電解液４などは、この電池ケー
ス５内に収容されている。
この電池ケース５は負極端子を兼ねている。電池ケース
５の底部にはポリテトラフルオロエチレンシートからな
る絶縁体６が設置され、電池ケース５の内周部にもポリ
テトラフルオロエチレンシートからなる絶縁体７が配設
されていて、前記正極１、負極２およびセパレータ３か
らなる渦巻状電極体や、電解液４などは、この電池ケー
ス５内に収容されている。
【００３６】８はステンレス鋼製の封口板であり、この
封口板８の中央部にはガス通気孔８ａが設けられてい
る。９はポリプロピレン製の環状パッキング、１０はチ
タン製の可撓性薄板で、１１は環状のポリプロピレン製
の熱変形部材である。
封口板８の中央部にはガス通気孔８ａが設けられてい
る。９はポリプロピレン製の環状パッキング、１０はチ
タン製の可撓性薄板で、１１は環状のポリプロピレン製
の熱変形部材である。
【００３７】上記の熱変形部材１１は温度によって変形
することにより、可撓性薄板１０の破壊圧力を変える作
用をする。
することにより、可撓性薄板１０の破壊圧力を変える作
用をする。
【００３８】１２はニッケルメッキを施した圧延鋼製の
端子板であり、この端子板１２には切刃１２ａとガス排
出孔１２ｂが設けられていて、電池内部にガスが発生し
て、電池の内部圧力が上昇し、その内圧上昇によって可
撓性薄板１０が変形したときに、上記切刃１２ａによっ
て可撓性薄板１０を破壊し、電池内部のガスを上記ガス
排出孔１２ｂから電池外部に排出できるように設計され
ている。
端子板であり、この端子板１２には切刃１２ａとガス排
出孔１２ｂが設けられていて、電池内部にガスが発生し
て、電池の内部圧力が上昇し、その内圧上昇によって可
撓性薄板１０が変形したときに、上記切刃１２ａによっ
て可撓性薄板１０を破壊し、電池内部のガスを上記ガス
排出孔１２ｂから電池外部に排出できるように設計され
ている。
【００３９】１３は絶縁パッキングで、１４はリード体
であり、このリード体１４は正極１と封口板８とを電気
的に接続しており、端子板１２は封口板８との接触によ
り正極端子として作用する。また、１５は負極２と電気
ケース５とを電気的に接続するリード体である。
であり、このリード体１４は正極１と封口板８とを電気
的に接続しており、端子板１２は封口板８との接触によ
り正極端子として作用する。また、１５は負極２と電気
ケース５とを電気的に接続するリード体である。
【００４０】実施例２ 第２電解質として、ＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 に代えて、Ｌｉ
Ｃ7 Ｆ15ＣＯ2 を用いた以外は、実施例１と同様にして
筒形の有機電解液電池を作製した。
Ｃ7 Ｆ15ＣＯ2 を用いた以外は、実施例１と同様にして
筒形の有機電解液電池を作製した。
【００４１】この実施例２の電池の電解液について説明
すると、溶媒はプロピレンカーボネートであり、第１電
解質は（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉで、その濃度は０．６
ｍｏｌ／ｌである。そして、第２電解質はＬｉＣ7 Ｆ15
ＣＯ2 で、その電解液中の濃度は０．１ｍｏｌ／ｌにな
ると考えられる。
すると、溶媒はプロピレンカーボネートであり、第１電
解質は（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ＮＬｉで、その濃度は０．６
ｍｏｌ／ｌである。そして、第２電解質はＬｉＣ7 Ｆ15
ＣＯ2 で、その電解液中の濃度は０．１ｍｏｌ／ｌにな
ると考えられる。
【００４２】比較例１ 熱処理した二酸化マンガンとカーボンブラックとポリテ
トラフルオロエチレンとの混合物からなる二酸化マンガ
ン合剤を使用し、第２電解質としてのＬｉＣ8Ｆ17ＳＯ
3 を用いなかった以外は、実施例１と同様にして筒形の
有機電解液電池を作製した。
トラフルオロエチレンとの混合物からなる二酸化マンガ
ン合剤を使用し、第２電解質としてのＬｉＣ8Ｆ17ＳＯ
3 を用いなかった以外は、実施例１と同様にして筒形の
有機電解液電池を作製した。
【００４３】この比較例１の電池の電解液について説明
すると、実施例１の電池における第１電解質の（ＣＦ3
ＳＯ2 ）2 ＮＬｉのみをプロピレンカーボネート溶媒に
０．６ｍｏｌ／ｌ溶解させたものであり、第１電解質の
濃度は実施例１の場合と同濃度にしている。ただし、Ｌ
ｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 を用いていないので、第２電解質は存
在しない。
すると、実施例１の電池における第１電解質の（ＣＦ3
ＳＯ2 ）2 ＮＬｉのみをプロピレンカーボネート溶媒に
０．６ｍｏｌ／ｌ溶解させたものであり、第１電解質の
濃度は実施例１の場合と同濃度にしている。ただし、Ｌ
ｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 を用いていないので、第２電解質は存
在しない。
【００４４】比較例２ 熱処理した二酸化マンガンとカーボンブラックとポリテ
トラフルオロエチレンとの混合物からなる二酸化マンガ
ン合剤を使用し、第２電解質のＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 に代
えて、ポリエチレングリコール型界面活性剤を電解液中
に添加した以外は、実施例１と同様にして筒形の有機電
解液電池を作製した。
トラフルオロエチレンとの混合物からなる二酸化マンガ
ン合剤を使用し、第２電解質のＬｉＣ8 Ｆ17ＳＯ3 に代
えて、ポリエチレングリコール型界面活性剤を電解液中
に添加した以外は、実施例１と同様にして筒形の有機電
解液電池を作製した。
【００４５】比較例３ 電解液として、ＬｉＰＦ6 をプロピレンカーボネートに
０．６ｍｏｌ／ｌ溶解させたものを用いたほかは、比較
例１と同様にして筒形の有機電解液電池を作製しようと
したが、セパレータや正極が電解液をはじいてしまい、
電解液をあまり注入することができなかった。
０．６ｍｏｌ／ｌ溶解させたものを用いたほかは、比較
例１と同様にして筒形の有機電解液電池を作製しようと
したが、セパレータや正極が電解液をはじいてしまい、
電解液をあまり注入することができなかった。
【００４６】この比較例３の電池の電解液について説明
すると、比較例１の電池における第１電解質の（ＣＦ3
ＳＯ2 ）2 ＮＬｉに代えて、ＬｉＰＦ6 をプロピレンカ
ーボネートに０．６ｍｏｌ／ｌ溶解させたものであり、
電解液中の第１電解質の濃度は実施例１の場合と同濃度
にしているが、実施例１におけるような第２電解質は用
いていない。
すると、比較例１の電池における第１電解質の（ＣＦ3
ＳＯ2 ）2 ＮＬｉに代えて、ＬｉＰＦ6 をプロピレンカ
ーボネートに０．６ｍｏｌ／ｌ溶解させたものであり、
電解液中の第１電解質の濃度は実施例１の場合と同濃度
にしているが、実施例１におけるような第２電解質は用
いていない。
【００４７】上記実施例１〜２の電池および比較例１〜
３の電池の作製時に電解液を注入するのに要した時間
（以下、注入時間）を比較した。
３の電池の作製時に電解液を注入するのに要した時間
（以下、注入時間）を比較した。
【００４８】ここで注入時間は筒形の有機電解液電池封
口部の渦巻状巻回体に電解液が吸収された状態になるま
での時間とした。その結果を表１に実施例１の電池の注
入時間を１００としたときの各電池の注入時間比で示
す。
口部の渦巻状巻回体に電解液が吸収された状態になるま
での時間とした。その結果を表１に実施例１の電池の注
入時間を１００としたときの各電池の注入時間比で示
す。
【００４９】また、上記実施例１〜２の電池および比較
例１〜３の電池を０．３Ａで１０ｍｓｅｃ．放電したと
きの閉路電圧（ＣＣＶ）を測定した。その結果をそれら
の開路電圧（ＯＣＶ）と共に示す。
例１〜３の電池を０．３Ａで１０ｍｓｅｃ．放電したと
きの閉路電圧（ＣＣＶ）を測定した。その結果をそれら
の開路電圧（ＯＣＶ）と共に示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】表１に示すように、第２電解質を用いた実
施例１〜２の電池は、第２電解質を用いなかった比較例
１の電池に比べて電解液の注入時間が短く、またポリエ
チレングリコール型界面活性剤を添加した比較例２の電
池に比べても電解液の注入時間が短かった。
施例１〜２の電池は、第２電解質を用いなかった比較例
１の電池に比べて電解液の注入時間が短く、またポリエ
チレングリコール型界面活性剤を添加した比較例２の電
池に比べても電解液の注入時間が短かった。
【００５２】また、実施例１〜２の電池は、第２電解質
を用いていない比較例１の電池との対比からも明らかな
ように、電池性能も優れており、ポリエチレングリコー
ル型界面活性剤を添加した比較例２の電池のような電池
性能の低下は認められなかった。
を用いていない比較例１の電池との対比からも明らかな
ように、電池性能も優れており、ポリエチレングリコー
ル型界面活性剤を添加した比較例２の電池のような電池
性能の低下は認められなかった。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、電池
性能の低下を招くことなく、電池内への電解液の注入時
間を短縮することができた。
性能の低下を招くことなく、電池内への電解液の注入時
間を短縮することができた。
【図１】本発明に係る有機電解液電池の一例を模式的に
示す断面図である。
示す断面図である。
１ 正極 ２ 負極 ３ セパレータ ４ 電解液
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−47677（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−47417（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−74491（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−326016（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 10/40 H01M 6/16
Claims (3)
- 【請求項１】 負極と正極と電解液を備えてなる有機電
解液電池において、電解液の電解質として、−ＳＯ2 −
結合または−ＣＯ−結合と炭素数２〜１５のアルキル基
とを有するアルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩か
らなる第２電解質と、−ＳＯ 2 −結合または−ＣＯ−結
合を有し、かつ第２電解質より分子量の小さいアルカリ
金属、アルカリ土類金属または第４級アンモニウムの塩
からなる第１電解質とを使用したことを特徴とする有機
電解液電池。 - 【請求項２】 負極と正極と電解液を備えてなる有機電
解液電池において、電解液の溶媒として、カーボネート
類、エステル類およびスルフォランより選ばれる溶媒を
単独でまたは２種以上混合して全溶媒の９０体積％以上
用い、電解液の電解質として、−ＳＯ 2 −結合または−
ＣＯ−結合と炭素数２〜１５のアルキル基とを有するア
ルカリ金属またはアルカリ土類金属の塩からなる第２電
解質と、該第２電解質より分子量の小さい第１電解質と
を使用したことを特徴とする有機電解液電池。 - 【請求項３】 電解液の第１電解質が、アルカリ金属、
アルカリ土類金属または第４級アンモニウムの塩からな
ることを特徴とする請求項２記載の有機電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10614493A JP3236122B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10614493A JP3236122B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 有機電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06295742A JPH06295742A (ja) | 1994-10-21 |
| JP3236122B2 true JP3236122B2 (ja) | 2001-12-10 |
Family
ID=14426169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10614493A Expired - Lifetime JP3236122B2 (ja) | 1993-04-07 | 1993-04-07 | 有機電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3236122B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7272044B2 (ja) * | 2019-03-25 | 2023-05-12 | 株式会社Ｇｓユアサ | 非水電解質、非水電解質蓄電素子、非水電解質の水溶性化剤、及び非水電解質の製造方法 |
-
1993
- 1993-04-07 JP JP10614493A patent/JP3236122B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06295742A (ja) | 1994-10-21 |
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