JPH0715821B2 - 非水系電解液電池 - Google Patents
非水系電解液電池Info
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- JPH0715821B2 JPH0715821B2 JP63165725A JP16572588A JPH0715821B2 JP H0715821 B2 JPH0715821 B2 JP H0715821B2 JP 63165725 A JP63165725 A JP 63165725A JP 16572588 A JP16572588 A JP 16572588A JP H0715821 B2 JPH0715821 B2 JP H0715821B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電池缶内に、正極と負極と溶質及び有機溶媒
から成る電解液とを備え、上記溶質としてトリフルオロ
メタンスルホン酸リチウムが用いられた非水系電解液電
池に関し、特に電解液の改良に関するものである。
から成る電解液とを備え、上記溶質としてトリフルオロ
メタンスルホン酸リチウムが用いられた非水系電解液電
池に関し、特に電解液の改良に関するものである。
従来の技術 リチウム、ナトリウム、或いはこれらの合金を活物質と
する負極を用いた非水系電解液電池では、高エネルギー
密度で且つ自己放電率が低いという利点を有している
が、低温放電特性に劣るという課題を有している。
する負極を用いた非水系電解液電池では、高エネルギー
密度で且つ自己放電率が低いという利点を有している
が、低温放電特性に劣るという課題を有している。
そこで、電解液の溶質として、非水系溶媒に対する溶解
度が高く、低温放電時に負極上にリチウムが析出するこ
とのないトリフルオロメタンスルホン酸リチウム（LiCF
3SO3）を用いて、リチウム電池の低温放電特性を改良す
るようなものが提案されている。しかし、上記LiCF3SO3
を溶質として用いた場合には、電池を長期間保存した場
合に、電池缶、集電体等の金属材料が腐食して電解液中
に溶解する。更に、この金属材料が負極表面に再析出す
る結果、保存後の低温放電特性が劣化する。
度が高く、低温放電時に負極上にリチウムが析出するこ
とのないトリフルオロメタンスルホン酸リチウム（LiCF
3SO3）を用いて、リチウム電池の低温放電特性を改良す
るようなものが提案されている。しかし、上記LiCF3SO3
を溶質として用いた場合には、電池を長期間保存した場
合に、電池缶、集電体等の金属材料が腐食して電解液中
に溶解する。更に、この金属材料が負極表面に再析出す
る結果、保存後の低温放電特性が劣化する。
そこで、電池缶材料としてステンレス鋼、特にニッケル
をほとんど含まないフェライト系ステンレス鋼が用いら
れている。
をほとんど含まないフェライト系ステンレス鋼が用いら
れている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、このようなものを電池缶材料として用い
た場合であっても金属材料の腐食という課題を十分に解
決することができなかった。この結果、保存後の低温放
電特性を未だ十分に改良することができないという課題
を有していた。
た場合であっても金属材料の腐食という課題を十分に解
決することができなかった。この結果、保存後の低温放
電特性を未だ十分に改良することができないという課題
を有していた。
そこで本発明は、電池缶材料の腐食を十分に防止するこ
とにより、保存後の低温放電特性に優れた非水系電解液
電池の提供を目的とするものである。
とにより、保存後の低温放電特性に優れた非水系電解液
電池の提供を目的とするものである。
課題を解決するための手段 本発明は上記目的を達成するために、電池缶内に、正極
と負極と溶質及び有機溶媒から成る電解液とを備え、上
記溶質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウムが
用いられた非水系電解液電池において、前記電解液中
に、前記電池缶と電解液との反応を阻止する、1,2−ジ
フェニルエチレンジアミン、リン酸エステル、亜リン酸
エステル、次亜リン酸化合物からなる群より選択された
少なくとも１種の反応阻止剤が添加されたことを特徴と
する。
と負極と溶質及び有機溶媒から成る電解液とを備え、上
記溶質としてトリフルオロメタンスルホン酸リチウムが
用いられた非水系電解液電池において、前記電解液中
に、前記電池缶と電解液との反応を阻止する、1,2−ジ
フェニルエチレンジアミン、リン酸エステル、亜リン酸
エステル、次亜リン酸化合物からなる群より選択された
少なくとも１種の反応阻止剤が添加されたことを特徴と
する。
作用 上記構成の如く、電解液中に、電池缶と電解液との反応
を阻止する、1,2−ジフェニルエチレンジアミン、リン
酸エステル、亜リン酸エステル、次亜リン酸化合物から
なる群より選択された少なくとも１種の反応阻止剤を添
加すれば、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを溶
質として用いた場合であっても、電池の保存中に電池缶
が腐食するのを抑制することができる。したがって、初
期の低温放電特性のみならず保存後の低温放電特性も優
れることになる。
を阻止する、1,2−ジフェニルエチレンジアミン、リン
酸エステル、亜リン酸エステル、次亜リン酸化合物から
なる群より選択された少なくとも１種の反応阻止剤を添
加すれば、トリフルオロメタンスルホン酸リチウムを溶
質として用いた場合であっても、電池の保存中に電池缶
が腐食するのを抑制することができる。したがって、初
期の低温放電特性のみならず保存後の低温放電特性も優
れることになる。
第１実施例 （実施例Ｉ） 本発明の実施例Ｉを、第１図に示す扁平型非水系電解液
電池に基づいて、以下に説明する。
電池に基づいて、以下に説明する。
リチウム金属から成る負極２は負極集電体７の内面に圧
着されており、この負極集電体７はフェライト系ステン
レス鋼（SUS430）から成る断面略コ字状の負極缶５の内
底面に固着されている。上記負極缶５の周端はポリプロ
ピレン製の絶縁パッキング８の内部に固定されており、
絶縁パッキング８の外周にはステンレスから成り上記負
極缶５とは反対方向に断面略コ字状を成す正極缶４が固
定されている。この正極缶４の内底面には正極集電体６
が固定されており、この正極集電体６の内面には正極１
が固定されている。この正極１と前記負極２との間に
は、電解液が含浸されたセパレータ３が介装されてい
る。
着されており、この負極集電体７はフェライト系ステン
レス鋼（SUS430）から成る断面略コ字状の負極缶５の内
底面に固着されている。上記負極缶５の周端はポリプロ
ピレン製の絶縁パッキング８の内部に固定されており、
絶縁パッキング８の外周にはステンレスから成り上記負
極缶５とは反対方向に断面略コ字状を成す正極缶４が固
定されている。この正極缶４の内底面には正極集電体６
が固定されており、この正極集電体６の内面には正極１
が固定されている。この正極１と前記負極２との間に
は、電解液が含浸されたセパレータ３が介装されてい
る。
ところで、前記正極１は、350〜430℃の温度範囲で熱処
理した二酸化マンガンを活物質として用い、この二酸化
マンガンと、導電剤としてのカーボン粉末と、結着剤と
してのフッ素樹脂粉末とを85:10:5の重量比で混合す
る。次に、この混合物を加圧形成した後、250〜350℃で
熱処理して作製した。一方、前記負極２はリチウム圧延
板を所定寸法に打抜くことにより作製した。また、電解
液としては、PC（プロピレンカーボネート）とDME（1,2
−ジメトキシエタン）とを4:6の割合で混合した混合溶
媒に、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（LiCF3S
O3）を１モル/l溶解させ、更に添加剤として亜リン酸ト
リエチルを0.1g/l溶解させたものを用いた。尚、電池径
は20mm、電池厚は2.5mm、電池容量は130mAHである。
理した二酸化マンガンを活物質として用い、この二酸化
マンガンと、導電剤としてのカーボン粉末と、結着剤と
してのフッ素樹脂粉末とを85:10:5の重量比で混合す
る。次に、この混合物を加圧形成した後、250〜350℃で
熱処理して作製した。一方、前記負極２はリチウム圧延
板を所定寸法に打抜くことにより作製した。また、電解
液としては、PC（プロピレンカーボネート）とDME（1,2
−ジメトキシエタン）とを4:6の割合で混合した混合溶
媒に、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（LiCF3S
O3）を１モル/l溶解させ、更に添加剤として亜リン酸ト
リエチルを0.1g/l溶解させたものを用いた。尚、電池径
は20mm、電池厚は2.5mm、電池容量は130mAHである。
このようにして作製した電池を、以下（A1）電池と称す
る。
る。
（実施例II） 電解液の添加剤として、亜リン酸トリ−ｎ−ブチルを用
い、これを0.1g/l溶解させた他は、上記実施例Ｉと同様
にして電池を作製した。
い、これを0.1g/l溶解させた他は、上記実施例Ｉと同様
にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下（A2）電池と称す
る。
る。
（比較例） 電解液に添加剤を添加しない他は、上記実施例Ｉと同様
にして電池を作製した。
にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下（Ｚ）電池と称す
る。
る。
ここで、上記本発明の（A1）電池〜（A2）電池及び比較
例の（Ｚ）電池の各部の構成を、下記第１表に示す。
例の（Ｚ）電池の各部の構成を、下記第１表に示す。
（実験Ｉ） 上記本発明の（A1）電池〜（A2）電池及び比較例の
（Ｚ）電池において、初期の低温放電特性と保存後の低
温放電特性とを調べたので、その結果を第２図及び第３
図に示す。尚、第２図は電池組立後直ちに温度−20℃，
負荷3KΩで放電したときの低温放電特性であり、第３図
は電池組立後温度60℃で３ヶ月保存（室温で4.5年間保
存した場合に相当）したのち、温度−20℃，負荷3KΩで
放電したときの低温放電特性である。
（Ｚ）電池において、初期の低温放電特性と保存後の低
温放電特性とを調べたので、その結果を第２図及び第３
図に示す。尚、第２図は電池組立後直ちに温度−20℃，
負荷3KΩで放電したときの低温放電特性であり、第３図
は電池組立後温度60℃で３ヶ月保存（室温で4.5年間保
存した場合に相当）したのち、温度−20℃，負荷3KΩで
放電したときの低温放電特性である。
第２図及び第３図から明らかなように、本発明の（A1）
電池〜（A2）電池と比較例の（Ｚ）電池とは初期の低温
放電特性では同等の値を示しているが、保存後の低温放
電特性では（A1）電池〜（A2）電池は（Ｚ）電池より優
れていることが認められる。
電池〜（A2）電池と比較例の（Ｚ）電池とは初期の低温
放電特性では同等の値を示しているが、保存後の低温放
電特性では（A1）電池〜（A2）電池は（Ｚ）電池より優
れていることが認められる。
（実験II） 高温保存後の電池の内部インピーダンスを1KHzの周波数
で測定したので、その結果を下記第２表に示す。
で測定したので、その結果を下記第２表に示す。
上記第２表より、比較例の（Ｚ）電池は保存後に内部イ
ンピーダンスが著しく増大しているのに比べて、本発明
の（A1）電池〜（A2）電池は保存後でも内部インピーダ
ンスは若干増大するのみである。
ンピーダンスが著しく増大しているのに比べて、本発明
の（A1）電池〜（A2）電池は保存後でも内部インピーダ
ンスは若干増大するのみである。
また、保存後の電池を分解してみたことろ、（Ｚ）電池
では負極リチウム表面が黒く変色していたのに対し、
（A1）電池〜（A2）電池ではそのような現象は見られな
かった。
では負極リチウム表面が黒く変色していたのに対し、
（A1）電池〜（A2）電池ではそのような現象は見られな
かった。
更に、保存後の電池缶を金属顕微鏡で観察したところ、
（Ｚ）電池ではかなり孔食がみられるのに対して、
（A1）電池〜（A2）電池の電池缶は腐食されていないこ
とが認められた。
（Ｚ）電池ではかなり孔食がみられるのに対して、
（A1）電池〜（A2）電池の電池缶は腐食されていないこ
とが認められた。
これらの結果より、比較例の（Ｚ）電池では保存中に電
池缶が腐食して負極表面に再析出し、この結果、保存後
の低温放電特性が低下したものと考えられる。一方、本
発明の（A1）電池〜（A2）電池のように電解液中に亜リ
ン酸トリエチル、或いは亜リン酸トリ−ｎ−ブチルを加
えると、電池缶の腐食が抑制され、この結果、保存後の
低温放電特性の低下を防止できるものと考えられる。
池缶が腐食して負極表面に再析出し、この結果、保存後
の低温放電特性が低下したものと考えられる。一方、本
発明の（A1）電池〜（A2）電池のように電解液中に亜リ
ン酸トリエチル、或いは亜リン酸トリ−ｎ−ブチルを加
えると、電池缶の腐食が抑制され、この結果、保存後の
低温放電特性の低下を防止できるものと考えられる。
尚、上記第１実施例は添加剤として、亜リン酸トリエチ
ル、亜リン酸トリ−ｎ−ブチルを用いたが、このような
ものに限定されるものではなく、他のチッ素含有化合物
（例えば、1,2−ジフェニルエチレンジアミン）、或い
は他のリン含有化合物（リン酸トリエチル、次亜リン酸
アンモニウム、オルトリン酸尿素）であっても上記と同
様な効果を奏する。
ル、亜リン酸トリ−ｎ−ブチルを用いたが、このような
ものに限定されるものではなく、他のチッ素含有化合物
（例えば、1,2−ジフェニルエチレンジアミン）、或い
は他のリン含有化合物（リン酸トリエチル、次亜リン酸
アンモニウム、オルトリン酸尿素）であっても上記と同
様な効果を奏する。
また、正極はMnO2に限定されるものではなく、その他の
酸化物〔改質MnO2、重量化MnO2、Li含有MnO2、MoO3、Cu
O、CrOx、V2O5等〕、硫化物〔FeS、TiS2、MoS2等〕、ハ
ロゲン化物〔（CF）n等〕を用いても同様の効果を奏す
る。
酸化物〔改質MnO2、重量化MnO2、Li含有MnO2、MoO3、Cu
O、CrOx、V2O5等〕、硫化物〔FeS、TiS2、MoS2等〕、ハ
ロゲン化物〔（CF）n等〕を用いても同様の効果を奏す
る。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、電池の保存中に電
池缶が腐食するのを抑制することができるので、初期の
低温放電特性のみならず保存後の低温放電特性も優れ
る。この結果、非水系電解液電池の性能を飛躍的に向上
させることができるという効果を奏する。
池缶が腐食するのを抑制することができるので、初期の
低温放電特性のみならず保存後の低温放電特性も優れ
る。この結果、非水系電解液電池の性能を飛躍的に向上
させることができるという効果を奏する。
第１図は本発明の非水系電解液電池の断面図、第２図は
本発明の（A1）電池〜（A2）電池及び比較例の（Ｚ）電
池における初期の低温放電特性を示すグラフ、第３図は
（A1）電池〜（A2）電池及び（Ｚ）電池における保存後
の低温放電特性を示すグラフ。 １…正極、２…負極、４…正極缶、５…負極缶。
本発明の（A1）電池〜（A2）電池及び比較例の（Ｚ）電
池における初期の低温放電特性を示すグラフ、第３図は
（A1）電池〜（A2）電池及び（Ｚ）電池における保存後
の低温放電特性を示すグラフ。 １…正極、２…負極、４…正極缶、５…負極缶。
Claims (2)
- 【請求項１】電池缶内に、正極と、負極と、溶質及び有
機溶媒から成る電解液とを備え、上記溶質としてトリフ
ルオロメタンスルホン酸リチウムが用いられた非水系電
解液において、 前記電解液に、前記電池缶と電解液との反応阻止剤とし
て、1,2−ジフェニルエチレンジアミン、リン酸エステ
ル、亜リン酸エステル、次亜リン酸化合物からなる群よ
り選択された少なくとも１種が添加されたことを特徴と
する非水系電解液電池。 - 【請求項２】前記リン酸エステルが、リン酸トリエチ
ル、オルトリン酸尿素よりなる群から選択されるもので
あり、 前記亜リン酸エステルが、亜リン酸トリエチル、亜リン
酸トリ−ｎ−ブチルよりなる群から選択されるものであ
り、 前記次亜リン酸化合物が、次亜リン酸アンモニウムであ
る、 ことを特徴とする請求項１記載の非水系電解液電池。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63165725A JPH0715821B2 (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 非水系電解液電池 |
| CA000582548A CA1308778C (en) | 1988-07-01 | 1988-11-08 | Non-aqueous electrolyte cell |
| DE3855872T DE3855872T2 (de) | 1988-07-01 | 1988-11-15 | Zelle mit nicht-wässrigem Elektrolyten |
| EP88119035A EP0349675B1 (en) | 1988-07-01 | 1988-11-15 | Non-aqueous electrolyte cell |
| US07/492,267 US5112704A (en) | 1988-07-01 | 1990-02-28 | Non-aqueous electrolyte cell |
| CA000616390A CA1317633C (en) | 1988-07-01 | 1992-05-26 | Non-aqueous electrolyte cell |
| CA000616389A CA1317632C (en) | 1988-07-01 | 1992-05-26 | Non-aqueous electrolyte cell |
| CA000616388A CA1317631C (en) | 1988-07-01 | 1992-05-26 | Non-aqueous electrolyte cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63165725A JPH0715821B2 (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 非水系電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215567A JPH0215567A (ja) | 1990-01-19 |
| JPH0715821B2 true JPH0715821B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=15817889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63165725A Expired - Fee Related JPH0715821B2 (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 非水系電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715821B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04282563A (ja) * | 1991-03-08 | 1992-10-07 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池およびその製造方法 |
| WO2003046653A1 (en) * | 2001-11-29 | 2003-06-05 | Nippon Oil Corporation | Electrolyte and electrochromic device |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5422520A (en) * | 1977-07-21 | 1979-02-20 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Battery |
| JPS63198260A (ja) * | 1987-02-12 | 1988-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
-
1988
- 1988-07-01 JP JP63165725A patent/JPH0715821B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0215567A (ja) | 1990-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |