JPH06338349A - 再充電可能なリチウム電池 - Google Patents
再充電可能なリチウム電池Info
- Publication number
- JPH06338349A JPH06338349A JP6105354A JP10535494A JPH06338349A JP H06338349 A JPH06338349 A JP H06338349A JP 6105354 A JP6105354 A JP 6105354A JP 10535494 A JP10535494 A JP 10535494A JP H06338349 A JPH06338349 A JP H06338349A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium battery
- rechargeable lithium
- battery according
- electrode
- mixture
- 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.)
- Ceased
Links
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
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- 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
- H01M10/0568—Liquid materials characterised by the solutes
-
- 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
- H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
- H01M2300/0028—Organic electrolyte characterised by the solvent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/40—Alloys based on alkali metals
- H01M4/405—Alloys based on lithium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
- H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/60—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of organic compounds
- H01M4/602—Polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
- H01M6/164—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by the solvent
-
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 導電性の塩成分が毒性のない安全性、金属原
子の良好な解離能力および化学的および熱的安定性に関
する要求を満足する再充電可能なリチウム電池を提供す
る。 【構成】 この電池は、負極、正極、および電解質を有
し、この電解質が複数の有機溶剤または有機ポリマーお
よびこれらに溶解したアルカリ金属塩の混合物からな
り、アルカリ金属塩がリチウムトリス(フルオロスルホ
ニル)メタニド、LiC(SO2F)3である。
子の良好な解離能力および化学的および熱的安定性に関
する要求を満足する再充電可能なリチウム電池を提供す
る。 【構成】 この電池は、負極、正極、および電解質を有
し、この電解質が複数の有機溶剤または有機ポリマーお
よびこれらに溶解したアルカリ金属塩の混合物からな
り、アルカリ金属塩がリチウムトリス(フルオロスルホ
ニル)メタニド、LiC(SO2F)3である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、負極、正極、および電
解質を有し、この電解質が複数の有機溶剤または有機ポ
リマーおよびこれらに溶解したアルカリ金属塩の混合物
からなる再充電可能なリチウム電池に関する。
解質を有し、この電解質が複数の有機溶剤または有機ポ
リマーおよびこれらに溶解したアルカリ金属塩の混合物
からなる再充電可能なリチウム電池に関する。
【0002】
【従来の技術】アルカリ金属の高い反応性のためにリチ
ウム電池はもっぱら非水性の有機溶剤をベースとした電
解質を含有する。そのような電解質は溶剤、たとえばプ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、テトラ
ヒドロフラン、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン
等から、およびこれらの混合物およびこれらに溶解した
導電性の塩からなる。
ウム電池はもっぱら非水性の有機溶剤をベースとした電
解質を含有する。そのような電解質は溶剤、たとえばプ
ロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、テトラ
ヒドロフラン、ジメトキシエタン、γ−ブチロラクトン
等から、およびこれらの混合物およびこれらに溶解した
導電性の塩からなる。
【0003】使用される導電性の塩はリチウム塩、たと
えばLiAsF6、LiClO4、LiBF4、LiSb
F6、LiAlCl4またはLiCF3SO3である。その
適性は電解質電流を導くために十分な数のイオン電荷担
体が存在するようにそれぞれの溶剤中での良好な解離能
力を必要とする。
えばLiAsF6、LiClO4、LiBF4、LiSb
F6、LiAlCl4またはLiCF3SO3である。その
適性は電解質電流を導くために十分な数のイオン電荷担
体が存在するようにそれぞれの溶剤中での良好な解離能
力を必要とする。
【0004】良好な有機電解質の導電性は少なくとも1
0~3S×cm~1の大きさのレベルであるべきである。
0~3S×cm~1の大きさのレベルであるべきである。
【0005】溶剤と同様にリチウム電池中の溶解した塩
が満たさなければならない別の条件は、この塩が非毒性
の物質であり、熱的に安定であり、かつ攻撃的なリチウ
ムに比べてLi/Li+に対して0〜4Vのポテンシャ
ル範囲で電気化学的にも安定であることである。
が満たさなければならない別の条件は、この塩が非毒性
の物質であり、熱的に安定であり、かつ攻撃的なリチウ
ムに比べてLi/Li+に対して0〜4Vのポテンシャ
ル範囲で電気化学的にも安定であることである。
【0006】この点に関して十分に確認され、立証され
た導電性の塩はなお改善すべき余地を残している。たと
えばペルクロラートの場合に爆発の危険が存在する。
A.Dominey et al.(Proc.Int
ersoc.Energy Convers.Eng.
Conf.1990(25),3,382〜4)によ
り、錯化したフッ素化物アニオンを含有するほかの塩は
中心イオンが適当な金属特性を有する場合は、たとえば
SbF6~の場合は、中心イオンが還元されやすく、これ
に対して中心イオンとして非金属を有するBF4~、PF
6~またはAsF6~のようなアニオンは熱的に不安定であ
る。
た導電性の塩はなお改善すべき余地を残している。たと
えばペルクロラートの場合に爆発の危険が存在する。
A.Dominey et al.(Proc.Int
ersoc.Energy Convers.Eng.
Conf.1990(25),3,382〜4)によ
り、錯化したフッ素化物アニオンを含有するほかの塩は
中心イオンが適当な金属特性を有する場合は、たとえば
SbF6~の場合は、中心イオンが還元されやすく、これ
に対して中心イオンとして非金属を有するBF4~、PF
6~またはAsF6~のようなアニオンは熱的に不安定であ
る。
【0007】同じく周知のリチウムトリフルオロメタン
スルホネート、LiCF3SO3は安定であるが導電性の
塩として最適な導電性を提供しない。
スルホネート、LiCF3SO3は安定であるが導電性の
塩として最適な導電性を提供しない。
【0008】ポリマーの電解質を含有する再充電可能な
リチウム電池のための適当な導電性の塩として、Dom
iney(前記引用文献を参照)はリチウムトリス(ト
リフルオロメタンスルホニル)メタニド、Li(CF3
SO2)3を挙げているが、これは熱的に安定であり、そ
の(ポリマーの電解質中の)最大導電率を彼は25℃で
5×10~4(オーム×cm)~1と記載している。比較と
して25℃で1×10~2(オーム×cm)~1がテトラヒ
ドロフラン中のこの塩の1.0モル溶液の導電率の値と
して述べられている。
リチウム電池のための適当な導電性の塩として、Dom
iney(前記引用文献を参照)はリチウムトリス(ト
リフルオロメタンスルホニル)メタニド、Li(CF3
SO2)3を挙げているが、これは熱的に安定であり、そ
の(ポリマーの電解質中の)最大導電率を彼は25℃で
5×10~4(オーム×cm)~1と記載している。比較と
して25℃で1×10~2(オーム×cm)~1がテトラヒ
ドロフラン中のこの塩の1.0モル溶液の導電率の値と
して述べられている。
【0009】このトリ置換されたメタン化合物をベース
とした遊離酸HC(CF3SO2)3は、L.Turow
skyおよびK.Seppelt(Inorg.Che
m.27,2135〜2137(1988))によりは
じめて製造された。
とした遊離酸HC(CF3SO2)3は、L.Turow
skyおよびK.Seppelt(Inorg.Che
m.27,2135〜2137(1988))によりは
じめて製造された。
【0010】非水性の電池電解質に使用するためのほか
のフッ素化したメタン塩は国際公開WO92/0296
6号明細書にすでに提案されている。この塩は、より簡
単に構成される酸、すなわちトリス(フルオロスルホニ
ル)メタン、HC(SO2F)3から3個のF原子をハロ
ゲン化されたアルキル基とおよびH原子を一価の金属カ
チオンMe+と交換することにより理論的に誘導され
る。ここで述べた酸は、G.Kloeter,H.Pr
itzkowおよびK.Seppelt(Angew.
Chem.1980,92,954)によりはじめて合
成された。
のフッ素化したメタン塩は国際公開WO92/0296
6号明細書にすでに提案されている。この塩は、より簡
単に構成される酸、すなわちトリス(フルオロスルホニ
ル)メタン、HC(SO2F)3から3個のF原子をハロ
ゲン化されたアルキル基とおよびH原子を一価の金属カ
チオンMe+と交換することにより理論的に誘導され
る。ここで述べた酸は、G.Kloeter,H.Pr
itzkowおよびK.Seppelt(Angew.
Chem.1980,92,954)によりはじめて合
成された。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、導電
性の塩成分が従来の導電性の塩よりも一層すぐれた、毒
性のない安全性、金属原子の良好な解離能力および化学
的および熱的安定性に関する要求を満足するリチウム電
池を提供することであった。
性の塩成分が従来の導電性の塩よりも一層すぐれた、毒
性のない安全性、金属原子の良好な解離能力および化学
的および熱的安定性に関する要求を満足するリチウム電
池を提供することであった。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記課題は、本発明によ
り請求項1記載のリチウム電池により解決される。
り請求項1記載のリチウム電池により解決される。
【0013】これにより、新規電池の電解質はリチウム
トリス(フルオロスルホニル)メタニド、LiC(SO
2F)3が導電性の塩として溶解している複数の有機溶剤
または有機ポリマーの混合物からなる。
トリス(フルオロスルホニル)メタニド、LiC(SO
2F)3が導電性の塩として溶解している複数の有機溶剤
または有機ポリマーの混合物からなる。
【0014】新規電池中の有機溶剤は非プロトン性の特
性を有し、有利にはエステルである。
性を有し、有利にはエステルである。
【0015】エチレンカーボネート(EC)は本発明に
よる電解質塩のための特に有利な溶剤であることが判明
した。しかしながらこれは室温で固体であるので、ほか
のより揮発しやすいエステルと混合しなければならな
い。
よる電解質塩のための特に有利な溶剤であることが判明
した。しかしながらこれは室温で固体であるので、ほか
のより揮発しやすいエステルと混合しなければならな
い。
【0016】溶剤混合物中のエチレンカーボネートの割
合は、30〜70容量%、有利には約50容量%である
べきである。100容量%までの残りは、プロピレンカ
ーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DE
C)、ジメチルカーボネート(DMC)からなる群から
の少なくとも1種のエステルによって占められるべきで
ある。
合は、30〜70容量%、有利には約50容量%である
べきである。100容量%までの残りは、プロピレンカ
ーボネート(PC)、ジエチルカーボネート(DE
C)、ジメチルカーボネート(DMC)からなる群から
の少なくとも1種のエステルによって占められるべきで
ある。
【0017】これらのすべてのエステルは高い溶媒化力
に関して注目すべきである。この特性の結果として、本
発明によるリチウム塩は高い導電率を達成するのに適し
た量で溶解する。
に関して注目すべきである。この特性の結果として、本
発明によるリチウム塩は高い導電率を達成するのに適し
た量で溶解する。
【0018】溶剤混合物中のLiC(SO2F)3の使用
濃度は、本発明により0.6〜1.3モル、有利にはほ
ぼ1モルである。新規のリチウム塩は電池のすべての実
際の作動条件において、特にLi電極の還元効果および
正極の酸化効果に関して著しい程度で化学的に安定であ
ることが判明した。
濃度は、本発明により0.6〜1.3モル、有利にはほ
ぼ1モルである。新規のリチウム塩は電池のすべての実
際の作動条件において、特にLi電極の還元効果および
正極の酸化効果に関して著しい程度で化学的に安定であ
ることが判明した。
【0019】新規の導電性の塩の使用範囲は、たとえば
ポリエチレンオキシド、ポリホスファゼン、ポリビニル
エーテルおよびポリシロキサンをベースとした、より高
い粘度の、ゲル様のポリマーの電解質を有するリチウム
電池に及んでいる。更に、新規の導電性の塩は、2つの
電極極性の少なくとも1つがポリアニリン、ポリピロー
ルまたはポリアセチレンのような導電性のポリマーから
形成されるいわゆるポリマーの電池に使用することがで
きる。
ポリエチレンオキシド、ポリホスファゼン、ポリビニル
エーテルおよびポリシロキサンをベースとした、より高
い粘度の、ゲル様のポリマーの電解質を有するリチウム
電池に及んでいる。更に、新規の導電性の塩は、2つの
電極極性の少なくとも1つがポリアニリン、ポリピロー
ルまたはポリアセチレンのような導電性のポリマーから
形成されるいわゆるポリマーの電池に使用することがで
きる。
【0020】本発明により、リチウム電池は主な使用要
求に一致した二次電池である。しかしながらこれらの電
池には電極材料のために第一の使用にのみ適した電池が
含まれる。
求に一致した二次電池である。しかしながらこれらの電
池には電極材料のために第一の使用にのみ適した電池が
含まれる。
【0021】本発明により使用することができる負極
は、純粋なLi金属からなる電極のほかに合金成分とし
てたとえばAl、Mg、Siと共に形成される合金電
極、または有利にはグラファイトまたは炭素ベースのリ
チウム挿入構造が存在する。いわゆるホスト物質として
後者は中間層でまたは結晶格子の溝で同時に充電および
放電してLiイオンを可逆的に吸収および脱着する能力
を有する。
は、純粋なLi金属からなる電極のほかに合金成分とし
てたとえばAl、Mg、Siと共に形成される合金電
極、または有利にはグラファイトまたは炭素ベースのリ
チウム挿入構造が存在する。いわゆるホスト物質として
後者は中間層でまたは結晶格子の溝で同時に充電および
放電してLiイオンを可逆的に吸収および脱着する能力
を有する。
【0022】有利な正極は特に金属酸化物、たとえばC
oO2または積層化された格子を形成するコバルトおよ
びニッケルの混合酸化物、またはスピネル格子に結晶す
るマンガン酸化物である。前記の炭素生成物と同様にこ
れらの酸化物はリチウムをドープおよび脱ドープするこ
とができる。
oO2または積層化された格子を形成するコバルトおよ
びニッケルの混合酸化物、またはスピネル格子に結晶す
るマンガン酸化物である。前記の炭素生成物と同様にこ
れらの酸化物はリチウムをドープおよび脱ドープするこ
とができる。
【0023】本来のスピネル、MgAl2O4と同形であ
り、オキソスピネルとも呼ばれるマンガン酸化物は一般
式:AB2O4により表すことができ、式中でAおよびB
は金属Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、C
u、Zn、MgまたはAlのうちの1種の2価、3価ま
たは4価のカチオンを表し、かつAまたはBの2つのう
ちの少なくとも1つは遷移金属である。酸素原子が四面
体および八面体からなる負の電荷のフレーム格子を形成
する限り、Aカチオンは前記格子中に四面体の欠陥を有
し、Bカチオンは八面体の欠陥を有する。
り、オキソスピネルとも呼ばれるマンガン酸化物は一般
式:AB2O4により表すことができ、式中でAおよびB
は金属Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、C
u、Zn、MgまたはAlのうちの1種の2価、3価ま
たは4価のカチオンを表し、かつAまたはBの2つのう
ちの少なくとも1つは遷移金属である。酸素原子が四面
体および八面体からなる負の電荷のフレーム格子を形成
する限り、Aカチオンは前記格子中に四面体の欠陥を有
し、Bカチオンは八面体の欠陥を有する。
【0024】オキソスピネルはこの一般的なスピネル格
子においてだけでなく、反対の構造タイプにおいても生
じる。後者においてはBカチオンの半分が四面体の欠陥
を有し、一方Aカチオンは残りのBカチオンといっしょ
に八面体の欠陥の中に分配される。反対のスピネルタイ
プのこの分布は一般式:B(AB)O4により考慮され
る。
子においてだけでなく、反対の構造タイプにおいても生
じる。後者においてはBカチオンの半分が四面体の欠陥
を有し、一方Aカチオンは残りのBカチオンといっしょ
に八面体の欠陥の中に分配される。反対のスピネルタイ
プのこの分布は一般式:B(AB)O4により考慮され
る。
【0025】Li挿入炭素電極と、積層化された格子を
有するLi挿入混合酸化物対抗電極または前記の構造タ
イプの1つのマンガンスピネル電極との組合せが特に有
利である。この場合はいわゆるSWING電池を生じる
(J.Power Sources,Vol.43(1
〜3)223〜231(1993)参照)。
有するLi挿入混合酸化物対抗電極または前記の構造タ
イプの1つのマンガンスピネル電極との組合せが特に有
利である。この場合はいわゆるSWING電池を生じる
(J.Power Sources,Vol.43(1
〜3)223〜231(1993)参照)。
【0026】
【実施例】本発明を以下の実施例により詳細に説明す
る。電気的実験の結果をグラフで示す。
る。電気的実験の結果をグラフで示す。
【0027】例1 LiC(SO2)F32.15gをECとDECが50容
量%:50容量%の混合物8mlに溶かした。このよう
にして製造した電解質は22℃で6.55・10~3S×
cm~1の比導電率を有した。
量%:50容量%の混合物8mlに溶かした。このよう
にして製造した電解質は22℃で6.55・10~3S×
cm~1の比導電率を有した。
【0028】平坦な電池の容器の半体はそれぞれ電極面
積10cm2を有し、半体の一方はグラファイト粉末8
5mgおよびポリアクリレート結合剤5mgの均一な混
合物が充填されており、半体の他方は対抗電極としてL
iフィルムが充填されていた。2つの電極はポリプロピ
レンセパレータにより電気的に分離されていた。前記の
混合物150μlを電池電解質として使用した。これは
LiC(SO2)F3に関して1.0モルであった。
積10cm2を有し、半体の一方はグラファイト粉末8
5mgおよびポリアクリレート結合剤5mgの均一な混
合物が充填されており、半体の他方は対抗電極としてL
iフィルムが充填されていた。2つの電極はポリプロピ
レンセパレータにより電気的に分離されていた。前記の
混合物150μlを電池電解質として使用した。これは
LiC(SO2)F3に関して1.0モルであった。
【0029】1mA/cm2の電池の最初の放電および
Li/Li+に対して0Vまでの0.5mA/cm2の付
加的な放電においてグラファイト360mAh/gを放
電することができた。Li/Li+に対して1.0Vま
での0.5mA/cm2の引き続く充電により286m
Ah/gが得られた。
Li/Li+に対して0Vまでの0.5mA/cm2の付
加的な放電においてグラファイト360mAh/gを放
電することができた。Li/Li+に対して1.0Vま
での0.5mA/cm2の引き続く充電により286m
Ah/gが得られた。
【0030】図1は時間t[h]での放電/充電サイク
ルの間の電池の半体の電圧U[V]の変化を示す。
ルの間の電池の半体の電圧U[V]の変化を示す。
【0031】例2 試験電解質を例1と同様に製造した。
【0032】平坦な電池の容器の半体はそれぞれ電極面
積10cm2を有し、半体の一方はLiCoO2260m
gおよび結合剤10mgの均一な混合物が充填されてお
り、半体の他方は対抗電極としてLiフィルムが充填さ
れていた。2つの電極はポリプロピレンセパレータによ
り電気的に分離されていた。前記の混合物150μlを
電池電解質として使用した。
積10cm2を有し、半体の一方はLiCoO2260m
gおよび結合剤10mgの均一な混合物が充填されてお
り、半体の他方は対抗電極としてLiフィルムが充填さ
れていた。2つの電極はポリプロピレンセパレータによ
り電気的に分離されていた。前記の混合物150μlを
電池電解質として使用した。
【0033】1mA/cm2の電池の最初の充電および
Li/Li+に対して4.2Vまでの0.5mA/cm2
の付加的な充電においてLiCoO2104mAh/g
を充電することができた。Li/Li+に対して3.3
Vまでの0.5mA/cm2の引き続く放電により9
6.3mAh/gが得られた。
Li/Li+に対して4.2Vまでの0.5mA/cm2
の付加的な充電においてLiCoO2104mAh/g
を充電することができた。Li/Li+に対して3.3
Vまでの0.5mA/cm2の引き続く放電により9
6.3mAh/gが得られた。
【0034】図2において、充電/放電サイクルの間の
電池の電圧U[V]の変化を時間t[h]に対してプロ
ットした。
電池の電圧U[V]の変化を時間t[h]に対してプロ
ットした。
【0035】例3 試験電解質を例1と同様に製造した。
【0036】平坦な電池の容器の半体はそれぞれ電極面
積10cm2を有し、半体の一方はLiCoO2305m
gおよびポリアクリレート結合剤15mgの均一な混合
物が充填されており、半体の他方はグラファイト粉末8
5mgおよび結合剤5mgの均一な混合物が充填されて
いた。2つの電極はポリプロピレンセパレータにより電
気的に分離されていた。前記の混合物150μlを電池
電解質として使用した。
積10cm2を有し、半体の一方はLiCoO2305m
gおよびポリアクリレート結合剤15mgの均一な混合
物が充填されており、半体の他方はグラファイト粉末8
5mgおよび結合剤5mgの均一な混合物が充填されて
いた。2つの電極はポリプロピレンセパレータにより電
気的に分離されていた。前記の混合物150μlを電池
電解質として使用した。
【0037】4.2Vまでの1mA/cm2の電池の最
初の充電および4.2Vまでの0.5mA/cm2の付
加的な充電において34.4mAhを充電した。これは
LiCoO2113mAh/gおよびグラファイト40
4mAh/gの充電吸収量に相当した。
初の充電および4.2Vまでの0.5mA/cm2の付
加的な充電において34.4mAhを充電した。これは
LiCoO2113mAh/gおよびグラファイト40
4mAh/gの充電吸収量に相当した。
【0038】2.3Vまでの0.5mA/cm2の最初
の放電により27.4mAhが得られた。これはそれぞ
れLiCoO290mAh/gおよびグラファイト32
2mAh/gの電流効率に相当した。図3において、充
電/放電サイクルの間の電池の電圧U[V]の変化を時
間t[h]に対してプロットした。この場合に4ボルト
で作動するSWINGシステムに関して特徴的である。
の放電により27.4mAhが得られた。これはそれぞ
れLiCoO290mAh/gおよびグラファイト32
2mAh/gの電流効率に相当した。図3において、充
電/放電サイクルの間の電池の電圧U[V]の変化を時
間t[h]に対してプロットした。この場合に4ボルト
で作動するSWINGシステムに関して特徴的である。
【図1】本発明による電極の存在下でのLi/Li+に
対するLixC6の放電/充電電圧を示した図である。
対するLixC6の放電/充電電圧を示した図である。
【図2】本発明による電極を有するLi/LiCoO2
電池の充電/放電電圧を示した図である。
電池の充電/放電電圧を示した図である。
【図3】本発明による電極を有するLixC/LiCo
O2電池の充電/放電電圧を示した図である。
O2電池の充電/放電電圧を示した図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 負極、正極、および電解質を有し、この
電解質が複数の有機溶剤または有機ポリマーおよびこれ
らに溶解したアルカリ金属塩の混合物からなる再充電可
能なリチウム電池において、アルカリ金属塩がリチウム
トリス(フルオロスルホニル)メタニド、LiC(SO
2F)3であることを特徴とする再充電可能なリチウム電
池。 - 【請求項2】 有機溶剤がエステルである請求項1記載
の再充電可能なリチウム電池。 - 【請求項3】 溶剤混合物がエチレンカーボネート(E
C)および少なくとも1種の、プロピレンカーボネート
(RC)、ジエチルカーボネート(DEC)およびジメ
チルカーボネート(DMC)からなる群から選択される
ほかのエステルからなる請求項2記載の再充電可能なリ
チウム電池。 - 【請求項4】 溶剤混合物中のエチレンカーボネートの
割合が30〜70容量%である請求項3記載の再充電可
能なリチウム電池。 - 【請求項5】 溶剤混合物中のエチレンカーボネートの
割合がほぼ50容量%である請求項4記載の再充電可能
なリチウム電池。 - 【請求項6】 溶剤混合物中のLiC(SO2F)3の濃
度が0.6〜1.3モルである請求項3から5までのい
ずれか1項記載の再充電可能なリチウム電池。 - 【請求項7】 負極がリチウム合金電極タイプのもので
ある請求項1から6までのいずれか1項記載の再充電可
能なリチウム電池。 - 【請求項8】 負極がリチウム挿入炭素電極タイプのも
のである請求項1から7までのいずれか1項記載の再充
電可能なリチウム電池。 - 【請求項9】 正極がリチウム挿入金属酸化物電極であ
る請求項1から8までのいずれか1項記載の再充電可能
なリチウム電池。 - 【請求項10】 正極がマンガンスピネルタイプのリチ
ウム挿入電極である請求項1から9までのいずれか1項
記載の再充電可能なリチウム電池。 - 【請求項11】 正極および/または負極が導電性ポリ
マーからなる請求項1から9までのいずれか1項記載の
再充電可能なリチウム電池。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4317032.3 | 1993-05-21 | ||
DE4317032A DE4317032A1 (de) | 1993-05-21 | 1993-05-21 | Wiederaufladbare galvanische Lithiumzelle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06338349A true JPH06338349A (ja) | 1994-12-06 |
Family
ID=6488641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6105354A Ceased JPH06338349A (ja) | 1993-05-21 | 1994-05-19 | 再充電可能なリチウム電池 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5389467A (ja) |
EP (1) | EP0626734B1 (ja) |
JP (1) | JPH06338349A (ja) |
KR (1) | KR100277257B1 (ja) |
CN (1) | CN1066858C (ja) |
CA (1) | CA2123866A1 (ja) |
DE (2) | DE4317032A1 (ja) |
HK (1) | HK133997A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006210331A (ja) * | 1994-03-21 | 2006-08-10 | Centre National De La Recherche Scientifique | 良好な耐食性を示すイオン性伝導材料 |
JP2010532071A (ja) * | 2007-06-29 | 2010-09-30 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | リチウムエネルギー蓄積デバイス |
WO2021039780A1 (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 国立大学法人東北大学 | 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池用の正極活物質 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2717612B1 (fr) * | 1994-03-21 | 1996-05-31 | Centre Nat Rech Scient | Composé ionique portant un substituant fluorosulfonyle, son utilisation pour l'élaboration d'un matériau à conduction ionique. |
FR2719161B1 (fr) * | 1994-04-22 | 1996-08-02 | Accumulateurs Fixes | Générateur électrochimique rechargeable au lithium à anode de carbone. |
WO1996018215A1 (en) * | 1994-12-09 | 1996-06-13 | Danionics A/S | A non-aqueous electrolyte system for use in batteries, capacitors or electrochromic devices and a method for the preparation thereof |
US5792442A (en) * | 1995-12-05 | 1998-08-11 | Fmc Corporation | Highly homogeneous spinel Li1+X Mn2-X O4 intercalation compounds and method for preparing same |
JPH11509827A (ja) * | 1996-04-05 | 1999-08-31 | エフエムシー・コーポレイション | スピネルLi▲下1+x▼Mn▲下2―x▼0▲下4+y▼層間化合物の製造方法 |
US5718877A (en) * | 1996-06-18 | 1998-02-17 | Fmc Corporation | Highly homogeneous spinal Li1+x Mn2-x O4+y intercalation compounds and method for preparing same |
JP3267867B2 (ja) * | 1996-07-04 | 2002-03-25 | 松下電器産業株式会社 | 有機電解液リチウム二次電池 |
FR2750800B1 (fr) * | 1996-07-05 | 1998-09-11 | Accumulateurs Fixes | Electrode de generateur electrochimique rechargeable a electrolyte liquide organique et son procede de fabrication |
US6114070A (en) * | 1997-06-19 | 2000-09-05 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Lithium secondary battery |
DE19809420A1 (de) * | 1998-03-05 | 1999-09-09 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von hochreinen Lithiumsalzen |
DE19919346A1 (de) * | 1999-04-28 | 2000-11-02 | Merck Patent Gmbh | Verfahren zur Aufreinigung von Methanid-Elektrolyten (I) |
KR100349627B1 (ko) * | 2000-05-17 | 2002-08-23 | 한국과학기술원 | 가교화된 폴리에틸렌옥사이드를 이용한 고분자 전해질조성물 및 제조방법 |
DE10139409A1 (de) * | 2001-08-17 | 2003-02-27 | Merck Patent Gmbh | Polymerelektrolyte und deren Verwendung in galvanischen Zellen |
EP1744394A4 (en) | 2004-04-20 | 2014-07-23 | Mitsubishi Chem Corp | WATER-FREE ELECTROLYTE SOLUTION AND LITHIUM SECONDARY BATTERY THEREWITH |
WO2007043526A1 (ja) * | 2005-10-12 | 2007-04-19 | Mitsui Chemicals, Inc. | 非水電解液及びそれを用いたリチウム二次電池 |
IT1396592B1 (it) * | 2009-11-04 | 2012-12-14 | Polimeri Europa Spa | Procedimento per la produzione di dimetil carbonato ad elevata purezza |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2606217B1 (fr) * | 1986-10-30 | 1990-12-14 | Elf Aquitaine | Nouveau materiau a conduction ionique constitue par un sel en solution dans un electrolyte liquide |
US4952330A (en) * | 1989-05-25 | 1990-08-28 | Eveready Battery Company, Inc. | Nonaqueous electrolyte |
US5273840A (en) * | 1990-08-01 | 1993-12-28 | Covalent Associates Incorporated | Methide salts, formulations, electrolytes and batteries formed therefrom |
CA2052317C (en) * | 1990-09-28 | 1995-09-26 | Norio Takami | Nonaqueous electrolyte secondary battery |
-
1993
- 1993-05-21 DE DE4317032A patent/DE4317032A1/de not_active Withdrawn
-
1994
- 1994-03-28 DE DE59402003T patent/DE59402003D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-03-28 EP EP94104855A patent/EP0626734B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-04-15 KR KR1019940007888A patent/KR100277257B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1994-05-11 US US08/241,016 patent/US5389467A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-05-18 CA CA002123866A patent/CA2123866A1/en not_active Abandoned
- 1994-05-19 JP JP6105354A patent/JPH06338349A/ja not_active Ceased
- 1994-05-21 CN CN94106171A patent/CN1066858C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-06-26 HK HK133997A patent/HK133997A/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006210331A (ja) * | 1994-03-21 | 2006-08-10 | Centre National De La Recherche Scientifique | 良好な耐食性を示すイオン性伝導材料 |
JP2010532071A (ja) * | 2007-06-29 | 2010-09-30 | コモンウェルス サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ オーガニゼイション | リチウムエネルギー蓄積デバイス |
WO2021039780A1 (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-04 | 国立大学法人東北大学 | 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池用の正極活物質 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0626734B1 (de) | 1997-03-12 |
KR100277257B1 (ko) | 2001-04-02 |
KR940027212A (ko) | 1994-12-10 |
EP0626734A3 (de) | 1995-09-27 |
HK133997A (en) | 1997-10-24 |
DE59402003D1 (de) | 1997-04-17 |
CN1101171A (zh) | 1995-04-05 |
CN1066858C (zh) | 2001-06-06 |
EP0626734A2 (de) | 1994-11-30 |
DE4317032A1 (de) | 1994-11-24 |
US5389467A (en) | 1995-02-14 |
CA2123866A1 (en) | 1994-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1882283B1 (en) | N-oxide redox shuttles for rechargeable lithium-ion cell | |
CN100438147C (zh) | 锂二次电池的正极及采用它的锂二次电池 | |
US5395711A (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery and its production method | |
KR100838932B1 (ko) | 비수전해질 이차전지 | |
KR101299760B1 (ko) | 재충전가능한 리튬 이온 전지용 치환 페노티아진 산화환원셔틀 | |
CN111052485B (zh) | 用于锂二次电池的非水性电解液和包含其的锂二次电池 | |
CN100452520C (zh) | 不燃性非水电解质溶液及使用该电解质溶液的锂离子电池 | |
US20070148546A1 (en) | Non-aqueous electrolyte secondary battery | |
JPH06338349A (ja) | 再充電可能なリチウム電池 | |
EP1671393A1 (en) | Nonaqueous lithium secondary battery with cyclability and/or high temperature safety improved | |
CN113711415A (zh) | 锂二次电池用非水性电解液和包含它的锂二次电池 | |
CN104662716A (zh) | 用于高电压和宽温度锂离子电池单元的电解质配制液 | |
CN101079504B (zh) | 一种高效低毒阻燃的锂电池电解液及其锂电池 | |
CN109585754B (zh) | 用于锂电池的复合膜、用于锂电池的正极以及锂电池 | |
CN114641883B (zh) | 锂二次电池用非水性电解液和包含它的锂二次电池 | |
JP2022529794A (ja) | リチウム二次電池用非水電解液およびこれを含むリチウム二次電池 | |
JP2022528246A (ja) | リチウム二次電池用非水電解液添加剤、これを含むリチウム二次電池用非水電解液及びリチウム二次電池 | |
US20090023076A1 (en) | Polymer electrolyte and battery using same | |
JP4901089B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
JP3802287B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
US20020192546A1 (en) | Multi-salt electrolyte for electrochemical applications | |
JPH07211351A (ja) | 二次電池用非水電解液 | |
JPH03108261A (ja) | 非水溶媒二次電池及びその製造方法 | |
JPH0696759A (ja) | 非水電解質二次電池及びそれに用いる活物質の製造方法 | |
JP2924329B2 (ja) | 非水電解液二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040303 |
|
A045 | Written measure of dismissal of application [lapsed due to lack of payment] |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 Effective date: 20040728 |