JP3249305B2 - 非水電解液電池 - Google Patents

非水電解液電池

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俊彦 斎藤
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非水電解液電池に係わ
り、詳しくは保存特性に優れた非水電解液電池を得るこ
とを目的とした、非水電解液の改良に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
非水電解液電池が、エネルギー密度が高い、非水電解液
を使用するため水の分解電圧を考慮する必要が無く高電
圧化が可能である、などの利点を有することから、注目
されている。
【0003】而して、非水電解液の溶質としては、Li
PF6 (ヘキサフルオロリン酸リチウム)、LiBF4
(テトラフルオロホウ酸リチウム)などが使用されてい
るが、なかでもLiPF6 を溶質とする電解液は、イオ
ン伝導度の高いので、汎用されているものの一つであ
る。
【0004】しかしながら、LiPF6 を炭酸エステル
に溶かした非水電解液を使用すると、充電状態で保存し
た場合に、炭酸エステルの分解(自己放電)が起こるた
め、保存中に電池容量が低下するという問題があった。
【0005】本発明は、この問題を解決するべくなされ
たものであり、充電状態で保存した場合でも自己放電が
起こりにくい、保存特性に優れた非水電解液電池を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る非水電解液電池(以下、「本発明電池」
と称する。)は、正極と、リチウムを活物質とする負極
と、環状炭酸エステル10〜90体積%と鎖状炭酸エス
テル90〜10体積%とからなる混合溶媒にLiPF6
を1モル/リットル溶かしてなる非水電解液と、セパレ
ータとを備える非水電解液電池において、前記非水電解
液が、LiCF3 SO3 及びLiN(CF3 SO2 2
よりなる群から選ばれた少なくとも一種のリチウム塩を
0.10〜0.30モル/リットル含有していることを
特徴とする。
【0007】本発明における非水電解液は、環状炭酸エ
ステル10〜90体積%と鎖状炭酸エステル90〜10
体積%とからなる混合溶媒にLiPF6 を1モル/リッ
トル溶かしてなるものである。環状炭酸エステルと鎖状
炭酸エステルとの比率が上述の範囲に規制されるのは、
この範囲を外れると溶媒が不安定となるため負極と反応
して分解し、電池の保存特性が悪くなるからである。
【0008】環状炭酸エステルとしては、エチレンカー
ボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネ
ート、ビニレンカーボネートが例示され、また鎖状炭酸
エステルとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカ
ーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピ
ルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エ
チルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネー
ト、ジプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネー
ト、ジブチルカーボネートが例示される。これらの環状
炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルは、それぞれ一種単
独を使用してもよく、必要に応じて二種以上を併用して
もよい。
【0009】非水電解液のLiCF3 SO3 及びLiN
(CF3 SO2 2 よりなる群から選ばれた少なくとも
一種のリチウム塩の含有量は、0.10〜0.30モル
/リットルである。同含有量が0.10モル/リットル
未満の場合は、保存特性が充分に改善されず、また同含
有量が0.30モル/リットルを越えた場合は、非水電
解液の粘度が高くなり過ぎて電導度が低下し、放電容量
が低下する。
【0010】本発明における正極活物質は特には限定さ
れない。例えばマンガン、コバルト、ニッケル、バナジ
ウム及びニオブの各金属の酸化物を使用することができ
る。また、これらの金属を2種以上含有する金属複合酸
化物を使用してもよい。
【0011】リチウムを活物質とする負極としては、金
属リチウム又はリチウムイオンを吸蔵及び放出すること
が可能な物質を電極材料とするものが挙げられる。リチ
ウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な物質として
は、リチウム−錫合金、リチウム−アルミニウム合金等
のリチウム合金や、コークス、黒鉛等の炭素材料が例示
される。
【0012】
【作用】本発明電池においては、充電状態で保存した場
合においても、使用せる混合溶媒の分解(自己放電)が
起こりにくい。これは、非水電解液が特定のリチウム塩
を含有しない従来の非水電解液においては、LiPF6
が非水電解液中で解離してPF5 が生成し(反応式:L
iPF6 ⇒Li+ +PF6 - ⇒Li+ +F- +P
5 )、この生成したPF5 が、炭酸エステル中のC−
O結合を切断し、該炭酸エステルを分解するのに対し
て、上記非水電解液が特定のリチウム塩を含有する本発
明電池においては、リチウム塩から生成したアニオン
(CF3 SO3 - など)がPF6 - の分解(PF6 -
- +PF5 )を抑制し、非水電解液を安定化するため
と考えられる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに詳細
に説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるも
のではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変
更して実施することが可能なものである。
【0014】(実施例1) 単3型(AAサイズ)の非水系電解液電池(本発明電
池)を作製した。
【0015】〔正極の作製〕 正極活物質としてのLiCoO2 85重量部と、導電剤
としての炭素粉末10重量部と、結着剤とてのフッ素樹
脂粉末(5重量部)の5重量%N−メチルピロリドン
(NMP)溶液とを混合してスラリーを調製し、次いで
このスラリーをアルミニウム箔の両面にドクターブレー
ド法にて塗布し、100°Cで2時間真空乾燥して正極
を作製した。
【0016】〔負極の作製〕 天然黒鉛85重量部を結着剤としてのフッ素樹脂粉末
(15重量部)の5重量%NMP溶液に分散させてスラ
リーを調製し、次いでこのスラリーを銅箔の片面にドク
ターブレード法にて塗布し、100°Cで2時間真空乾
燥して負極を作製した。
【0017】〔電解液の調製〕 エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの等体
積混合溶媒にLiPF6 を1モル/リットル溶かした
後、さらにLiCF3 SO3 (トリフルオロメタンスル
ホン酸リチウム)を添加混合して、LiCF3 SO3
0.20モル/リットル含有する非水電解液を調製し
た。
【0018】〔電池の組立〕 以上の正負両極及び電解液を用いて円筒型の本発明電池
A1(直径:13.8mm;高さ:48.9mm)を組
み立てた。なお、セパレータとしてイオン透過性のポリ
プロピレン製の微多孔膜を用いた。
【0019】図1は作製した本発明電池A1を模式的に
示す断面図であり、図示の電池A1は、正極1、負極
2、これら両電極を離間するセパレータ3、正極リード
4、負極リード5、正極外部端子6、負極缶7などから
なる。正極1及び負極2は、非水電解液を注入されたセ
パレータ3を介して渦巻き状に巻き取られた状態で負極
缶7内に収納されており、正極1は正極リード4を介し
て正極外部端子6に、また負極2は負極リード5を介し
て負極缶7に接続され、電池内部で生じた化学エネルギ
ーを電気エネルギーとして外部へ取り出し得るようにな
っている。
【0020】(実施例2) 非水電解液の調製において、LiCF3 SO3 に代えて
LiN(CF3 SO22 (トリフルオロメタンスルホ
ンイミドリチウム)を0.20モル/リットル添加混合
したこと以外は実施例1と同様にして、本発明電池A2
を組み立てた。
【0021】(比較例) 非水電解液の調製において、LiCF3 SO3 を添加混
合しなかったこと以外は実施例1と同様にして、比較電
池Bを組み立てた。
【0022】〔各電池の保存特性〕 本発明電池A1、A2及び比較電池Bについて自己放電
率を求め、各電池の保存特性を調べた。自己放電率は、
次に示すようにして求めた。
【0023】(保存しなかった場合の放電容量) 組み立て直後の各電池を、200mAで4.1Vまで充
電した後、200mAで2.75Vまで放電して、保存
しなかった場合の放電容量を求めた。
【0024】(保存した場合の放電容量) 同様に、組み立て直後の各電池を、200mAで4.1
Vまで充電し、60°Cで二ヵ月間保存した後、200
mAで2.75Vまで放電して、保存後の放電容量を求
めた。
【0025】60°Cでの二ヵ月間の保存は、室温での
三ヵ年の保存に相当するので、室温での1年当たりの自
己放電率を下式に基づき算出した。各電池の自己放電率
を表1に示す。
【0026】自己放電率(%/年)={(保存しなかっ
た場合の放電容量−保存した場合の放電容量)/保存し
なかった場合の放電容量}÷3×100
【0027】
【表1】
【0028】表1に示すように、非水電解液が特定のリ
チウム塩を含有する本発明電池A1、A2は、非水電解
液がこれらのリチウム塩を含有しない比較電池Bに比べ
て、自己放電率が小さく、保存特性に優れている。
【0029】〔リチウム塩の含有量と保存特性の関係〕 各非水電解液の調製において、各リチウム塩(LiCF
3 SO3 又はLiN(CF3 SO2 2 )の添加量を種
々変えたこと以外は、実施例1、2と同様にして、非水
電解液電池を組み立てた。
【0030】次いで、これらの組み立て直後の各非水電
解液電池を、200mAで4.1Vまで充電し、60°
Cで二ヵ月間保存した後、200mAで2.75Vまで
放電して、放電容量(保存後の放電容量)を求めた。結
果を図2に示す。
【0031】図2は、縦軸に保存後の放電容量(mA
h)を、また横軸に非水電解液の各リチウム塩の含有量
(モル/リットル)をとって示したグラフである。図2
より、、保存特性の良い非水電解液電池を得るために
は、非水電解液に含有させるリチウム塩を、0.10〜
0.30モルとする必要があることが分かる。
【0032】叙上の実施例では本発明を円筒型の非水電
解液電池に適用する場合を例にして説明したが、電池の
形状に特に制限はなく、本発明は扁平型、角型等、種々
の形状の非水電解液電池に適用し得るものである。
【0033】
【発明の効果】非水電解液が特定のリチウム塩を含有し
ているので、充電状態で保存した場合においても自己放
電しにくく、保存特性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で作製した非水電解液電池(本発明電
池)の断面図である。
【図2】非水電解液のリチウム塩含有量と保存特性の関
係を示すグラフである。
【符号の説明】
A1 非水電解液電池(本発明電池) 1 正極 2 負極 3 セパレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斎藤 俊彦 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−7922(JP,A) 特開 平2−10666(JP,A) 特開 平4−171674(JP,A) 特開 平4−162370(JP,A) 特開 平2−239571(JP,A) 特開 昭59−35366(JP,A) 特開 平5−62690(JP,A) 特開 昭63−241867(JP,A) 特開 昭59−51471(JP,A) 特開 平2−56869(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 10/40 H01M 6/16

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】正極と、リチウムを活物質とする負極と、
    環状炭酸エステル10〜90体積%と鎖状炭酸エステル
    90〜10体積%とからなる混合溶媒にLiPF6 を1
    モル/リットル溶かしてなる非水電解液と、セパレータ
    とを備える非水電解液電池において、前記非水電解液
    が、LiCF3 SO3 及びLiN(CF3 SO2 2
    りなる群から選ばれた少なくとも一種のリチウム塩を
    0.10〜0.30モル/リットル含有していることを
    特徴とする非水電解液電池。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5830600A (en) * 1996-05-24 1998-11-03 Sri International Nonflammable/self-extinguishing electrolytes for batteries
KR100491180B1 (ko) * 1997-06-12 2005-05-24 산요덴키가부시키가이샤 비수 전해질 2차전지
DE69801466T2 (de) * 1997-06-19 2002-05-02 Sanyo Electric Co Lithiumakkumulator
TW434923B (en) 1998-02-20 2001-05-16 Hitachi Ltd Lithium secondary battery and liquid electrolyte for the battery
JP4056123B2 (ja) * 1998-03-30 2008-03-05 三洋電機株式会社 リチウムイオン電池
JP4567822B2 (ja) * 1999-03-24 2010-10-20 株式会社東芝 角型非水電解液二次電池
JP3617447B2 (ja) 1999-12-01 2005-02-02 松下電器産業株式会社 リチウム二次電池
JP2001307774A (ja) * 2000-04-21 2001-11-02 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2002033117A (ja) * 2000-07-14 2002-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
JP5217066B2 (ja) * 2000-12-08 2013-06-19 Tdk株式会社 リチウム二次電池
JP2002270231A (ja) * 2001-03-14 2002-09-20 Sony Corp 電 池
JP4863572B2 (ja) * 2001-05-22 2012-01-25 三井化学株式会社 非水電解液、およびそれを用いた二次電池
US20030113622A1 (en) 2001-12-14 2003-06-19 Blasi Jane A. Electrolyte additive for non-aqueous electrochemical cells
US20030162099A1 (en) 2002-02-28 2003-08-28 Bowden William L. Non-aqueous electrochemical cell
US7083878B2 (en) 2003-02-27 2006-08-01 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and lithium secondary battery
EP2259375B1 (en) 2003-02-27 2012-05-16 Mitsubishi Chemical Corporation Nonaqueous electrolytic solution and lithium secondary battery
JP5375816B2 (ja) * 2003-02-27 2013-12-25 三菱化学株式会社 非水系電解液およびリチウム二次電池
JP4963780B2 (ja) * 2003-02-27 2012-06-27 三菱化学株式会社 非水系電解液およびリチウム二次電池
JP4561037B2 (ja) * 2003-03-12 2010-10-13 三菱化学株式会社 非水電解液及び非水電解液電池
US7285356B2 (en) 2004-07-23 2007-10-23 The Gillette Company Non-aqueous electrochemical cells
JP4739778B2 (ja) 2005-02-28 2011-08-03 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP4794193B2 (ja) * 2005-03-31 2011-10-19 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
US7479348B2 (en) 2005-04-08 2009-01-20 The Gillette Company Non-aqueous electrochemical cells
JP2007188703A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2009110798A (ja) * 2007-10-30 2009-05-21 Sony Corp 電池
JP5516700B2 (ja) * 2012-11-13 2014-06-11 Tdk株式会社 リチウム二次電池

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