JPH01186557A - 非水電解液電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は非水電解液電池に係り、特に正極の改良に関す
るものである。

（ロ））　従来の技術 非水電解液電池は高エネルギー密度を有し、小皿軽量化
が可能であるため、他の系の電池に代わって小型電卓、
電子ウォッチなどの精密機器の１源として用いられてい
る。

この種電源の正極は、金属の酸化物、硫化物或いは、ハ
ロゲン化物などの活物質に４電剤及び結着剤を加えた混
合物を熱処理して作成されている。

ここで結着剤としては耐電解液性は勿論のこと、水分除
去工程における加熱処理に耐え得るものであることが必
要であり、この観点より例えば特公昭４８−２５５６８
号公報に開示さ几ているフッ素樹脂が一般的に用いられ
ている。

しかしながら、フッ素樹脂を用いる場合には正極の機械
的強度を実用に供しつる程度に保持させるために正極に
対して５〜１０重量％のように多量に用いなければなら
ず、多量の結着剤の使用により正極の吸液性の低下や活
物質の放電利用率の低下を招き、又単位体積当りの活物
質量が減少し、電池の放電容量の低下を来九すという欠
点がある。

このような欠点を改善するために、結着剤の添加量を削
減する代わりに正極の外周をステンレス缶で補強したり
、或いは特開昭５９−２１４１５９号公報、特開昭５９
−２５０２５７号公報に開示されているように正極の片
面若しくは内面に金網などの多孔性導電体を配置して補
強することが提案されているが、これらの方法では極板
成型時の工数アップ、発電要素以外の部品（内借など）
を電池内に組み入れることによる電池内有効体積の減少
を招くことになる。

父、特開昭５９−１８９５５９号公報においてはフッ素
樹脂結着剤とポリビニールアルコールなどの粘性剤とを
併用することが提案されているが、この方法では正極合
剤の混合工程や正極の加熱処理工程が複雑で工数が多く
、しかも得られた極板はフッ素樹脂のみを使用した極板
より強度は向上するものの充分とは云えず、特に厚み２
Ｍ以下の電池に用いる極板のように極薄形極板を本方法
で作成した場合には組立時に極板の割れ、欠落が生じる
という欠点がある。更に、フッ素樹脂結着剤を用いた正
極合剤は流動性に乏しく、そのため正極合剤を秤量する
際の精度が悪く、極板製造時における作業性、均一性に
錐点がある。

そこでフッ素樹脂に代わるも９も種々提案されている。

例えばポリアクリル酸ソーダの添加（特開昭５７−６９
６６６号公報）、シリケート系又はホスフェート系耐熱
性無機接着剤の添加（特開昭５８−１４７９６４号公報
）、ポリイミド系樹脂前駆物質の有機溶剤溶液の添加（
特開昭°５８−１４７９６５号公報）或いはポリアクリ
ル酸ナトリウムとポリアクリルアミドの共重合物の添加
（特開昭５８−２２５５６７号公報）などが提案されて
いるがいずれも電池特性或いは製造上の問題があり、且
つ極板の強度も極薄形では不充分であった。

（ハ）発明が解決しようとする課題 本発明は前述せる従来の結着剤による電池特性の低下、
作業上の問題などを解決しようとするものである。

＋＝　Ｅ１題を解決するための手段 本発明は正極の結着剤として熱可逍性ポリエステル樹脂
を用いることを特徴とする。

熱可消性ポリエステル樹脂としてはポリエチレンテレフ
タレート樹脂或いはポリブチレンテレフタレート樹脂が
好ましい。

又、熱可慣性のポリエステル樹脂の添加量としは ）と極に対してα５〜５．０重量％の範囲が好ましい。

（ホ）作　用 本発明による結着剤は分解温度が５００℃以上であるた
め正極の島温熱処理が可能となり、正極中の水分を充分
に除去でき、残存水分による電池特性の劣化を抑制しう
る。

又、本発明による結着剤は単独で使用しても極薄形極板
において充分な機械的強度が得られるため、結着剤の添
加量は少量で良く多量の結着剤を添加することに起因す
る電池特性の劣化を抑制できると共に、ポリビニルアル
コールなどの粘性剤が不要となり、その結果粘性剤除去
のための熱処理工程が削除でき作業性が向上する。

（へ）実施例 以下本発明の実施例について詳述する。

実施例１ 正極活物質としての二酸化マンガン粉末、導電剤として
のグラファイト、結着剤としてのポリエチレンテレフタ
レート樹脂を８８：１０：２の重量比で混合し９０℃で
５時間乾燥する。乾燥後粉砕し５２メツシユパスさせた
ものを加圧成形し、この成形体を真空下において２７０
°Ｃで２時間熱処理して正極とする。正極寸法は直径１
６．３１３１゜厚みα５７１１である。

負極はリチウム板をアルゴン置換されたドライボックス
中でローラーにより所定厚みに圧延し、これを直径１５
．４ｇの寸法に打抜いたものである。

又、電解液としてはプロピレンカーボネートとｔ２ジメ
トキシエタンとの混合溶媒に過塩素酸リチウムを溶解し
たものを用い、セパレータトシテポリプロピレン不織布
を用いて径２ａＯａｌ、厚み１６０朋のボタン型非水電
解液電池を作成した。

この本発明電池を人とする。

次に比較のために、％開昭５９−１８９５５９号公報で
開示されているように、正極活物質としての二酸化マン
ガン粉末、導電剤としてのグラファイトを９０：１０の
重量比で混合し、この混合物にポリテトラフルオロエチ
レンのダイスバージョン１重量％及び純水２５重量％を
加えて混練し、１５０’Ｃで乾燥したのち粉砕して５２
メツシユパスさせ第１の粉末体を得る。そしてこの第１
の粉末体に対しポリビニルアルコール溶液１：１重量％
加え混練し、１００°Ｃで乾燥したのち３２メツシユバ
スさせ第２の粉末体を得る。この第２の粉末体を直径１
６”１Ｍ、厚みα５７＋ＥＩに加圧成形して成形体を得
、ついでこの成形体をなしている粉末表面に付着してい
るポリビニルアルコール薄膜を除去するために空気中に
おいて２５０℃で１時間の熱処理を行う・。その後、真
空下において２７０”Ｃで２時間熱処理を行って正極と
する。この正極を用いることを除いて、他は実施例１と
同様の方法で比・咬電池Ｃを作成した。

狛１図は本発明電池人と比較電池Ｃとを温度２６°Ｃ１
負荷１２にΩの条件で放電した時の特性比較図を示し、
第１図より本発明電池Ａは比較′成池ＣＫ比して放電末
期における内部抵抗の上昇が抑えられ、放電容量も増大
しているのがわかる。

第２図は結着剤としてのポリエチレンテレフタレート樹
脂の添加量と正極極板強度との関係をボす。尚、ここで
極板強度とは第３図に示すように金凰（１１の径小孔部
（２）に連通ずる径大孔部（３）に正極＋４１を載置し
、パンチ（５）で正極を加圧し正極が割れた時の荷重を
示す。

第２図から明らかなようにポリエチレンテレフタレート
樹脂の添加量が０．５重量％以上において極板強度は１
００Ｆを越えているのがわかる。因みに比較電池Ｃの正
極板強度は８０２程度である。

一方、第４囚はポリエチレンテレフタレート樹脂の添加
量と電池の放電時間との関係を示す。尚、放電条件は温
度２５°Ｃ１負荷１２にΩ、放電終止電圧２．Ｏｖとし
た。

第４図から明らかなように、ポリエチレンテレフタレー
ト樹脂の添加量が５．０重量％以上になると放電時間が
短かくなる。これは結着剤の増加に伴なう活物質量の減
少及び結着剤の造膜作用により電極中への電解液の浸透
性が低下するためと考えられる。

依って、第２図及び第４図からポリエチレンテレフタレ
ート樹脂の添加量としては０．５〜５．０重量％の範囲
が好ましいことがわかる。

下表は本発明電池Ａと比較電池Ｃとを温度６０°Ｃ１相
対湿度９０％で保存した時の電池特性を比較したもので
ある。

以下余白 実施例２ 正極活物質と′しての二酸化マンガン粉末、導電剤とし
てのグラファイト、結着剤としてのポリブチレンテレフ
タレート樹脂ｔ−８８：１０：２の重量比で混合し９０
°Ｃで５時間乾燥する。乾燥後粉砕し３２メツシユパス
させたものを加圧成形し、この成形体を真空下において
２７０°Ｃで２時間熱処理して正極とする。正徹寸法は
直径１（，５ｒａｓ。

厚みＣＬ５７Ｂである。

以下、実施例１と同様の方法で本発明電池Ｂを得る。

第５図は本発明電池Ｂと比Ｓｔ池Ｃとを温度２６℃、負
荷１２にΩの条件で放電した時の特性比較図を示し、第
５図より本発明電池Ｂは比較電池Ｃに比して放電末期に
おける内部抵抗の上昇が抑えられ、放電容量も増大して
いるのがわかる。

第６図は結着剤としてのポリブチレンテレフタレート樹
脂の添加量と正極極板強度との関係を示す。

第６図から明らかなように、ポリブチレンテレフタレー
ト樹脂の添加量がＣＬ５重量％以上において極板強度は
１００ｙを越えているのがわかる。

因みに比較電池Ｃの正標板強度は８０Ｐ程度である。

一方、第７図はポリブチレンテレフタレート樹脂の添加
量と電池の放電時間との関係を示す。尚、放電条件は温
度２３°Ｃ１負荷１２にΩ、放電終止電圧２．Ｏｖとし
た。

第７図から明らかなように、ポリブチレンテレフタレー
ト樹脂の添加量が５．０重量％以上になると放電時間が
短かくなる。これは結着剤の増加に伴なう活物質量の減
少及び結着剤の造膜作用により電標中への電解液の浸透
性が低下するためと考えられる。

依って、第６図及び第７図からポリブチレンテレフタレ
ート樹脂の添加１としては０．５〜５．０重量％の範囲
が好ましいことがわかる。

（ト）発明の効果 上述した如く、非水電解液電池の正極の結着剤として熱
可眉性ポリエステル樹脂を用いることにより、 ａ、少量の結着剤で振板強度が高められるので放電容量
の増大が図れると共に極薄形極板を作成するのに有益で
ある。

ｂ、高温においても安定であるため、熱分解による不純
物の生成がなく内部抵抗の上昇が抑制しうる。

などの効果を奏するものであり、その工業的価値は極め
て大である。

【図面の簡単な説明】 第１図及び第５図は本発明電池と比較電池との放電特性
比校図、第２図及び第６図は結着剤の添加量と正極極板
強度との関係を示す図、第６図は正極極板強度測定装置
の概略断面図、第４及び第７図は結着剤の添加量と放電
時間との関係を示す図である。 （１ト・・金型、　（２）・・・径小孔部、　（３）・
・・径大孔部、（４）・・・正極、　（訃・・パンチ、
　囚■・・・本発明電池、０・・・比！１１２１ｉＣ池
。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）リチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物質とす
   る負極と、金属の酸化物、硫化物或いはハロゲン化物な
   どを活物質とする正極と、非水電解液とを備え、正極の
   結着剤として熱可塑性ポリエステル樹脂を用いたことを
   特徴とする非水電解液電池。
2. （２）熱可塑性ポリエステル樹脂がポリエチレンテレフ
   タレート樹脂或いはポリブチレンテレフタレート樹脂で
   ある特許請求の範囲第（１）項記載の非水電解液電池。
3. （３）熱可塑性ポリエステル樹脂の添加量が正極に対し
   て０．５〜５．０重量％である特許請求の範囲第２項記
   載の非水電解液電池。