JPH01200565A - リチウム系熱電池 - Google Patents
リチウム系熱電池Info
- Publication number
- JPH01200565A JPH01200565A JP63024713A JP2471388A JPH01200565A JP H01200565 A JPH01200565 A JP H01200565A JP 63024713 A JP63024713 A JP 63024713A JP 2471388 A JP2471388 A JP 2471388A JP H01200565 A JPH01200565 A JP H01200565A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium chloride
- concentration
- lithium
- electrolyte
- chloride
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/36—Deferred-action cells containing electrolyte and made operational by physical means, e.g. thermal cells
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、リチウム系熱電池の性能の改良に関する。
従来の技術
リチウム系熱電池は、負極活物質として金属リチウムま
たはリチウム合金（例えばリチウム・アルミニウム合金
、リチウム・シリコン合金、リチウム・ホウ素合金など
）、正極活物質として硫化第二鉄（Ｆｅ５２） 、電解
液として塩化リチウムと塩化カリウムの混合物（塩化カ
リウム４２ｍｏｌ％、塩化リチウム５８ｉｏ １％より
なる共晶塩）を用いた高温溶融塩−次電池である。
たはリチウム合金（例えばリチウム・アルミニウム合金
、リチウム・シリコン合金、リチウム・ホウ素合金など
）、正極活物質として硫化第二鉄（Ｆｅ５２） 、電解
液として塩化リチウムと塩化カリウムの混合物（塩化カ
リウム４２ｍｏｌ％、塩化リチウム５８ｉｏ １％より
なる共晶塩）を用いた高温溶融塩−次電池である。
リチウム系熱電池の特徴は、０．１〜ＩＡ／ａｍ’の大
電流放電ができることである。しかし近年、Ｉ Ａ／Ｃ
１１２以上のさらに大電流の放電が求められるようにな
った。このような大電流放電では、従来の熱電池は、活
物質利用率の低下が大きく、電池のエネルギー密度が著
しく低下するという問題があった。
電流放電ができることである。しかし近年、Ｉ Ａ／Ｃ
１１２以上のさらに大電流の放電が求められるようにな
った。このような大電流放電では、従来の熱電池は、活
物質利用率の低下が大きく、電池のエネルギー密度が著
しく低下するという問題があった。
活物質利用率の低下の原因は種々あるが、その一つに電
流の局部的集中がある。これにより反応の過電圧が異常
に上昇し、電池電圧が低下して、利用できる放電容量が
減少する。このような電流の局部的集中は以下の理由に
よりおこる。熱電池の電解液層は、電解液と粉末状セパ
レーター〈Ｍ２Ｏが多く用いられる）で構成されている
ため比教的軟弱であり、極板圧迫力に多少の不均一があ
ると、電解液の溶融と共に極間距離が不均一になりやす
い、また電解液層の厚さが、０．２〜２ｍｎと極めて薄
いため、微少な極間距離の不均一によっても電流の集中
が起こり易く、上記の利用率の低下を招くものである。
流の局部的集中がある。これにより反応の過電圧が異常
に上昇し、電池電圧が低下して、利用できる放電容量が
減少する。このような電流の局部的集中は以下の理由に
よりおこる。熱電池の電解液層は、電解液と粉末状セパ
レーター〈Ｍ２Ｏが多く用いられる）で構成されている
ため比教的軟弱であり、極板圧迫力に多少の不均一があ
ると、電解液の溶融と共に極間距離が不均一になりやす
い、また電解液層の厚さが、０．２〜２ｍｎと極めて薄
いため、微少な極間距離の不均一によっても電流の集中
が起こり易く、上記の利用率の低下を招くものである。
そこで＠、１！ｌ Ｒ層にセラミック不織布などの固体
セパレーターを用いる方法や、粉末セパレーターの含有
量を増やし、電解液層の強度を増す方法が考えられたが
、これらの方法では、電解液層の内部抵抗が増加すると
いう欠点があった。
セパレーターを用いる方法や、粉末セパレーターの含有
量を増やし、電解液層の強度を増す方法が考えられたが
、これらの方法では、電解液層の内部抵抗が増加すると
いう欠点があった。
また大を流放電時の利用率低下のもう一つの原因として
、正極の内部抵抗の増大がある。これは次式に示す放電
反応の進行と共に、正極板中に放電生成物であって電気
絶縁性の物質であ・るＬｉ、 Ｓが、固層析出するなめ
である。
、正極の内部抵抗の増大がある。これは次式に示す放電
反応の進行と共に、正極板中に放電生成物であって電気
絶縁性の物質であ・るＬｉ、 Ｓが、固層析出するなめ
である。
Ｆｅｄ、 ＋ ４ Ｌｉ” ＋ ４８−＋Ｆｅ＋ ２１
ｉ２３このＬｉ２Ｓは、放電初期は電解液中に溶解する
が、溶解量が限界に達すると極板中に析出し内部抵抗を
高める。
ｉ２３このＬｉ２Ｓは、放電初期は電解液中に溶解する
が、溶解量が限界に達すると極板中に析出し内部抵抗を
高める。
発明が解決すべき課題
よって、リチウムリチウム系熱電池の大電流放電特性を
改善するためには、現行品よりも強度があって極間距離
の不均一がおこりにくく、しがも内部抵抗の低い新しい
電解液層を開発すること、およびＬｉ、 Ｓの固層析出
を起こりにくくすることの二点が必要であった。
改善するためには、現行品よりも強度があって極間距離
の不均一がおこりにくく、しがも内部抵抗の低い新しい
電解液層を開発すること、およびＬｉ、 Ｓの固層析出
を起こりにくくすることの二点が必要であった。
課題を解決するための手段
本発明は、塩化カリウムと塩化リチウムからなる電解液
の塩化リチウム濃度を５８ｎｏ １％以上、９０１１゜
１％以下にすることにより、上記の課題を解決するもの
である。
の塩化リチウム濃度を５８ｎｏ １％以上、９０１１゜
１％以下にすることにより、上記の課題を解決するもの
である。
作用
塩化カリウムと塩化リチウムの混合物は、それぞれが４
２ｎ＋ｏ １％および５８ｍｏｌ％の濃度のとき共晶混
合物となる。そしてこのとき溶Ｍ！！温度は、壺も低い
３５２°Ｃとなる。塩化リチウムを相対的に増加すると
、融点は６４ｉｏ ｌχで４００℃、 ７０ｎｏ １％
で４５０℃、 ７９ｎｏＩＸ テ５００℃、９０ｍｏｌ
Ｘ テ５６０℃と上昇する。このため塩化リチウム濃度
を５８ｉｏＨ以上にすると、高温においても電解液中に
塩化リチウムの固体が残留し、電解液層の強度が増大す
る。このとき電解液層の内部抵抗は多少増大するが、実
験によれば塩化リチウム濃度が９０ｎｋ１％以下ではほ
とんど問題とならない。
２ｎ＋ｏ １％および５８ｍｏｌ％の濃度のとき共晶混
合物となる。そしてこのとき溶Ｍ！！温度は、壺も低い
３５２°Ｃとなる。塩化リチウムを相対的に増加すると
、融点は６４ｉｏ ｌχで４００℃、 ７０ｎｏ １％
で４５０℃、 ７９ｎｏＩＸ テ５００℃、９０ｍｏｌ
Ｘ テ５６０℃と上昇する。このため塩化リチウム濃度
を５８ｉｏＨ以上にすると、高温においても電解液中に
塩化リチウムの固体が残留し、電解液層の強度が増大す
る。このとき電解液層の内部抵抗は多少増大するが、実
験によれば塩化リチウム濃度が９０ｎｋ１％以下ではほ
とんど問題とならない。
放電生成物であるＬｉ２Ｓは、共晶電解液中に比べ塩化
リチウム過剰の電解液中ではるかに多量に溶融する。こ
のため塩化リチウムの濃度を５８ｍｏｌ％以上にすると
、Ｌｉ２Ｓの析出が遅れることになり、正極板の内部抵
抗の上昇を防ぐことができる。
リチウム過剰の電解液中ではるかに多量に溶融する。こ
のため塩化リチウムの濃度を５８ｍｏｌ％以上にすると
、Ｌｉ２Ｓの析出が遅れることになり、正極板の内部抵
抗の上昇を防ぐことができる。
このように塩化リチウム濃度を５８ｍｏｌ％以上、９０
１ａｔ％以下にすることにより強度に優れ内部抵抗の低
い電解液層を得ることができ、しかも正極板の内部抵抗
の増大を抑制できるものである。
１ａｔ％以下にすることにより強度に優れ内部抵抗の低
い電解液層を得ることができ、しかも正極板の内部抵抗
の増大を抑制できるものである。
実施例
＠解液中の塩化リチウム濃度を種々変えてリチウム系熱
電池を製作した。このとき負極活物質としてはリチウム
・アルミニウム合金を用い、正極活物質としてはＦｅＳ
２を用いた。これらの熱電池を０℃、 ２ Ａ／ｃｌ’
で放電し、活物質利用率を測定した。この結果を第１図
に示す、同図より本発明の塩化リチウム濃度を５１１１
ｎｏ １％以上、９０ｎｏ １％以下の電池は、従来の
塩化リチウム５８ｍｏｌ％ （共晶組成）の熱電池に比
べ利用率が優れていることがわかる。
電池を製作した。このとき負極活物質としてはリチウム
・アルミニウム合金を用い、正極活物質としてはＦｅＳ
２を用いた。これらの熱電池を０℃、 ２ Ａ／ｃｌ’
で放電し、活物質利用率を測定した。この結果を第１図
に示す、同図より本発明の塩化リチウム濃度を５１１１
ｎｏ １％以上、９０ｎｏ １％以下の電池は、従来の
塩化リチウム５８ｍｏｌ％ （共晶組成）の熱電池に比
べ利用率が優れていることがわかる。
効果
以上述べたように、本発明により高率放電特性の優れた
リチウム系熱電池を得ることができる。
リチウム系熱電池を得ることができる。
第１図は電解液中の塩化リチウム濃度を種々変えたリチ
ウム系熱電池の活物質利用率を示した図である。
ウム系熱電池の活物質利用率を示した図である。
Claims (1)
- 塩化カリウムと塩化リチウムとの混合物からなる電解液
中の塩化リチウム濃度を５８ｍｏｌ％以上、９０ｍｏｌ
％以下にしたことを特徴とするリチウム系熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63024713A JPH01200565A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | リチウム系熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63024713A JPH01200565A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | リチウム系熱電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01200565A true JPH01200565A (ja) | 1989-08-11 |
Family
ID=12145811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63024713A Pending JPH01200565A (ja) | 1988-02-04 | 1988-02-04 | リチウム系熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01200565A (ja) |
-
1988
- 1988-02-04 JP JP63024713A patent/JPH01200565A/ja active Pending
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