JPH0122708B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0122708B2 JPH0122708B2 JP58240141A JP24014183A JPH0122708B2 JP H0122708 B2 JPH0122708 B2 JP H0122708B2 JP 58240141 A JP58240141 A JP 58240141A JP 24014183 A JP24014183 A JP 24014183A JP H0122708 B2 JPH0122708 B2 JP H0122708B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- activated carbon
- battery
- current collector
- positive electrode
- case
- 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.)
- Expired
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
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、移動用直流電源、バツクアツプ用電
源などに用いる充電可能な有機電解液電池に関す
る。 従来例の構成とその問題点 従来、リチウムを負極の活物質とした高エネル
ギー密度の電池、いわゆるリチウム電池として
は、正極にフツ化炭素とカーボンブラツクとの混
合体、あるいは二酸化マンガンとカーボンブラツ
ク及び結着剤との混合体を用い、負極にリチウム
金属、電解液に過塩素酸リチウムまたはホウフツ
化リチウムを溶かしたプロピレンカーボネートや
γ―ブチロラクトン、又はこれらと１・２ジメト
キシエタン（以下DMEと呼ぶ）との混合溶液が
用いられている。しかしこの系の場合は一次電池
としてであり、充電は現段階ではできない状態で
ある。 一方、リチウム金属を用い充電可能な直流電源
電池としては、活性炭素繊維を正極とし、リチウ
ム金属を負極、電解液として過塩素酸リチウムま
たはホウフツ化リチウムを溶かしたプロピレンカ
ーボネートやγ―ブチロラクトン、又はこれらと
１・２―ジメトキシエタンとの混合溶液が用いる
系が考案されている。 この種の電池は、正極は主に活性炭表面の電気
２重層における電荷チヤージを充放電に利用する
分極性電極であり、負極では主に金属リチウムの
酸化還元反応から成り立つ。 一般的には、電気二重層の電気容量は、通常の
電池活物質に較べてきわめて小さいので、電池と
しての電気容量は活性炭正極が律速となる。した
がつて、電気二重層を形成する活性炭の有効表面
積や導電性、さらには金属集電体及び活性炭と収
納ケースとの接触抵抗などが、電池特性上きわめ
て大きな因子となる。 この中で、とくに金属集電体の役目は電池の内
部抵抗を低下させたり、長期の充放電サイクル特
性を安定化させるためのものである。 この金属集電体の効果をさらに向上させるため
に、金属集電体をケースに溶接させているのが一
般的である。その方法としては、たとえば、活性
炭繊維布にアルミニウム金属を溶射して活性炭繊
維布の片面にアルミニウム層を設け、それをケー
スに活性炭繊維布の上からスポツト溶接したもの
あるいはアルミニウムのラス板を内蔵する活性炭
成型体の活性炭の一部を削り落としてラス板の一
部を露出させ、その露出部をケースにスポツト溶
接したものなどがある。 前者のアルミニウムを溶射した場合は導電性に
はすぐれるが、高価であるとともにケースに溶接
した場合の溶接強度が必ずしも大きくはなく、と
きにはケースより活性炭層が剥れる場合があり、
溶接強度にバラツキがあつた。 また、後者の活性炭の一部を削り落してスポツ
ト溶接した場合は、ケースとの溶接強度は強くな
るが、活性炭の一部を欠損するため、電気容量が
小さくなるという欠点があつた。 発明の目的 本発明は活性炭を正極とし、リチウム金属を負
極とする充電可能な有機電解液電池において、金
属集電体を効果的にケースに装着することによつ
て、電気容量を低下することなく、充放電サイク
ル特性のバラツキを小さくし、しかも安価に電池
を提供することを目的としたものである。 発明の構成 本発明は上記の目的を達成するため、あらかじ
め金属集電体をケースに溶接しておき、この金属
集電体上に活性炭電極を載置するものである。 こうすることにより、集電体をケースに完ぺき
に溶接することができるし、活性炭電極を削るこ
ともないので、電気容量が減少することはない。 しかも、簡単かつ安価に組立を行えるので、量
産化も容易である。 ここでの集電体としては、アルミニウム、ニツ
ケル、チタン、ステンレス鋼などからなるスクリ
ーンやラス、パンチングメタルなどが用いること
ができる。 活性炭電極としては、活性炭繊維布を所望の大
きさに打ち抜いたものやフツ素樹脂、SBRなど
の結着剤で成型した活性炭粉末成型体を用いるこ
とができる。 実施例の説明 以下、実施例によつて本発明を説明する。 （実施例 １） 図に本発明を適用したコイン型の充電可能なリ
チウム電池の構成断面図を示した。その製造は次
の如く行なつた。 まづ、正極集電体５としてアルミニウム金属の
ラス板を直径14.0mmの大きさに打ち抜き、直径
20.0mmのステンレス鋼からなる正極ケース１の内
底面中央部に電気溶接し、溶接固定部５′を形成
した。 そして、表面積1500m2、厚さ0.8mmの活性炭繊
維布を直径14.0mmの大きさに打ち抜き、前記電気
溶接したアルミニウムのラス板上に載置し、正極
４とした。 つぎに、厚さ0.5mm、大きさ12mmのリチウム金
属を負極７とし、これを封口板２の内面に圧着し
た。セパレータ６としてポリプロピレンの不織
布、電解液として、プロピレンカーボネートと
DMEとを容積比１：１で混合し、この混合液に
過塩素酸リチウムを１モル／の濃度で溶解した
ものを用意し、セパレータ６及び正極４の活性炭
繊維布に添加した後、前記封口板２とケース１と
を封口リング３を介してカツプリングし、さらに
封口を行ない電池とした。これをＡとする。この
電池の完成後の大きさは直径20mm、厚さ1.6mmで
ある。 （実施例 ２） 金属集電体として、チタンのラス板を用い、そ
の他は実施例１とまつたく同じようにして電池を
つくつた。 これをＢとする。 （実施例 ３） 金属集電体として、アルミニウムのラス板を用
い、その他は実施例１とまつたく同じようにして
電池をつくつた。これをＣとする。 （実施例 ４） 金属集電体として、アルミニウムのラス板を用
いるとともに、これをレーザー溶接法によつて、
ケースに溶接し、その他は実施例１とまつたく同
じようにして電池をつくつた。これをＤとする。 比較例として、実施例１と同じ活性炭繊維布に
アルミニウムを溶射してこのアルミニウムの面が
ケース内面に接するように活性炭繊維布を挿入
し、スポツト溶接機の電極で、活性炭繊維布とケ
ースをはさみ溶接した。その他は実施例１とまつ
たく同じとして電池を構成した。これをＥとす
る。 これら、Ａ〜Ｅの電池を各10ケ用意し、1mA
で１時間の充電、放電をくり返し、1000サイクル
後における充電状態の内部抵抗、及び1mA放電
での3Vから1.5Vまでの放電容量を測定した。 その結果を次表に示した。
源などに用いる充電可能な有機電解液電池に関す
る。 従来例の構成とその問題点 従来、リチウムを負極の活物質とした高エネル
ギー密度の電池、いわゆるリチウム電池として
は、正極にフツ化炭素とカーボンブラツクとの混
合体、あるいは二酸化マンガンとカーボンブラツ
ク及び結着剤との混合体を用い、負極にリチウム
金属、電解液に過塩素酸リチウムまたはホウフツ
化リチウムを溶かしたプロピレンカーボネートや
γ―ブチロラクトン、又はこれらと１・２ジメト
キシエタン（以下DMEと呼ぶ）との混合溶液が
用いられている。しかしこの系の場合は一次電池
としてであり、充電は現段階ではできない状態で
ある。 一方、リチウム金属を用い充電可能な直流電源
電池としては、活性炭素繊維を正極とし、リチウ
ム金属を負極、電解液として過塩素酸リチウムま
たはホウフツ化リチウムを溶かしたプロピレンカ
ーボネートやγ―ブチロラクトン、又はこれらと
１・２―ジメトキシエタンとの混合溶液が用いる
系が考案されている。 この種の電池は、正極は主に活性炭表面の電気
２重層における電荷チヤージを充放電に利用する
分極性電極であり、負極では主に金属リチウムの
酸化還元反応から成り立つ。 一般的には、電気二重層の電気容量は、通常の
電池活物質に較べてきわめて小さいので、電池と
しての電気容量は活性炭正極が律速となる。した
がつて、電気二重層を形成する活性炭の有効表面
積や導電性、さらには金属集電体及び活性炭と収
納ケースとの接触抵抗などが、電池特性上きわめ
て大きな因子となる。 この中で、とくに金属集電体の役目は電池の内
部抵抗を低下させたり、長期の充放電サイクル特
性を安定化させるためのものである。 この金属集電体の効果をさらに向上させるため
に、金属集電体をケースに溶接させているのが一
般的である。その方法としては、たとえば、活性
炭繊維布にアルミニウム金属を溶射して活性炭繊
維布の片面にアルミニウム層を設け、それをケー
スに活性炭繊維布の上からスポツト溶接したもの
あるいはアルミニウムのラス板を内蔵する活性炭
成型体の活性炭の一部を削り落としてラス板の一
部を露出させ、その露出部をケースにスポツト溶
接したものなどがある。 前者のアルミニウムを溶射した場合は導電性に
はすぐれるが、高価であるとともにケースに溶接
した場合の溶接強度が必ずしも大きくはなく、と
きにはケースより活性炭層が剥れる場合があり、
溶接強度にバラツキがあつた。 また、後者の活性炭の一部を削り落してスポツ
ト溶接した場合は、ケースとの溶接強度は強くな
るが、活性炭の一部を欠損するため、電気容量が
小さくなるという欠点があつた。 発明の目的 本発明は活性炭を正極とし、リチウム金属を負
極とする充電可能な有機電解液電池において、金
属集電体を効果的にケースに装着することによつ
て、電気容量を低下することなく、充放電サイク
ル特性のバラツキを小さくし、しかも安価に電池
を提供することを目的としたものである。 発明の構成 本発明は上記の目的を達成するため、あらかじ
め金属集電体をケースに溶接しておき、この金属
集電体上に活性炭電極を載置するものである。 こうすることにより、集電体をケースに完ぺき
に溶接することができるし、活性炭電極を削るこ
ともないので、電気容量が減少することはない。 しかも、簡単かつ安価に組立を行えるので、量
産化も容易である。 ここでの集電体としては、アルミニウム、ニツ
ケル、チタン、ステンレス鋼などからなるスクリ
ーンやラス、パンチングメタルなどが用いること
ができる。 活性炭電極としては、活性炭繊維布を所望の大
きさに打ち抜いたものやフツ素樹脂、SBRなど
の結着剤で成型した活性炭粉末成型体を用いるこ
とができる。 実施例の説明 以下、実施例によつて本発明を説明する。 （実施例 １） 図に本発明を適用したコイン型の充電可能なリ
チウム電池の構成断面図を示した。その製造は次
の如く行なつた。 まづ、正極集電体５としてアルミニウム金属の
ラス板を直径14.0mmの大きさに打ち抜き、直径
20.0mmのステンレス鋼からなる正極ケース１の内
底面中央部に電気溶接し、溶接固定部５′を形成
した。 そして、表面積1500m2、厚さ0.8mmの活性炭繊
維布を直径14.0mmの大きさに打ち抜き、前記電気
溶接したアルミニウムのラス板上に載置し、正極
４とした。 つぎに、厚さ0.5mm、大きさ12mmのリチウム金
属を負極７とし、これを封口板２の内面に圧着し
た。セパレータ６としてポリプロピレンの不織
布、電解液として、プロピレンカーボネートと
DMEとを容積比１：１で混合し、この混合液に
過塩素酸リチウムを１モル／の濃度で溶解した
ものを用意し、セパレータ６及び正極４の活性炭
繊維布に添加した後、前記封口板２とケース１と
を封口リング３を介してカツプリングし、さらに
封口を行ない電池とした。これをＡとする。この
電池の完成後の大きさは直径20mm、厚さ1.6mmで
ある。 （実施例 ２） 金属集電体として、チタンのラス板を用い、そ
の他は実施例１とまつたく同じようにして電池を
つくつた。 これをＢとする。 （実施例 ３） 金属集電体として、アルミニウムのラス板を用
い、その他は実施例１とまつたく同じようにして
電池をつくつた。これをＣとする。 （実施例 ４） 金属集電体として、アルミニウムのラス板を用
いるとともに、これをレーザー溶接法によつて、
ケースに溶接し、その他は実施例１とまつたく同
じようにして電池をつくつた。これをＤとする。 比較例として、実施例１と同じ活性炭繊維布に
アルミニウムを溶射してこのアルミニウムの面が
ケース内面に接するように活性炭繊維布を挿入
し、スポツト溶接機の電極で、活性炭繊維布とケ
ースをはさみ溶接した。その他は実施例１とまつ
たく同じとして電池を構成した。これをＥとす
る。 これら、Ａ〜Ｅの電池を各10ケ用意し、1mA
で１時間の充電、放電をくり返し、1000サイクル
後における充電状態の内部抵抗、及び1mA放電
での3Vから1.5Vまでの放電容量を測定した。 その結果を次表に示した。
【表】
表から明らかなように、1000サイクル後におい
ても、従来に較べて本発明によるものＡ〜Ｄいづ
れも内部抵抗が小さく、放電容量も大きい。これ
はバラツキσが小さいためであり、安定した品質
が得られたことを示すものである。一方、比較品
Ｅは、一部大きく劣下するものがあるため、バラ
ツキが大きく、平均値も悪い方向にずれてしま
う。 これらのことから、本発明の効果は明白であ
る。なお、前記の実施例においては、金属集電体
の溶接部を１ケ所としたが、数ケ所とするとさら
に確実である。また、活性炭繊維のかわりに、フ
ツ素樹脂を結着剤としてペレツト状とした活性炭
粉末成型体を用いた場合も、実施例１とほぼ同じ
効果が得られた。さらに電池の形状もコイン型に
こだわらずボタン型、円筒型にも適用できる。 発明の効果 以上のように本発明における充電可能なリチウ
ム電池は、従来に較べて容易にかつ安価に製造で
き、長期の充放電にも安定して耐えるものであ
り、その応用範囲はきわめて広いものである。
ても、従来に較べて本発明によるものＡ〜Ｄいづ
れも内部抵抗が小さく、放電容量も大きい。これ
はバラツキσが小さいためであり、安定した品質
が得られたことを示すものである。一方、比較品
Ｅは、一部大きく劣下するものがあるため、バラ
ツキが大きく、平均値も悪い方向にずれてしま
う。 これらのことから、本発明の効果は明白であ
る。なお、前記の実施例においては、金属集電体
の溶接部を１ケ所としたが、数ケ所とするとさら
に確実である。また、活性炭繊維のかわりに、フ
ツ素樹脂を結着剤としてペレツト状とした活性炭
粉末成型体を用いた場合も、実施例１とほぼ同じ
効果が得られた。さらに電池の形状もコイン型に
こだわらずボタン型、円筒型にも適用できる。 発明の効果 以上のように本発明における充電可能なリチウ
ム電池は、従来に較べて容易にかつ安価に製造で
き、長期の充放電にも安定して耐えるものであ
り、その応用範囲はきわめて広いものである。
図は本発明の実施例におけるコイン型の充電可
能な有機電解液電池の断面図である。 １……正極ケース、２……封口板、３……封口
リング、４……正極、５……正極集電体、５′…
…正極集電体の電気溶接部、６……セパレータ、
７……負極。
能な有機電解液電池の断面図である。 １……正極ケース、２……封口板、３……封口
リング、４……正極、５……正極集電体、５′…
…正極集電体の電気溶接部、６……セパレータ、
７……負極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 正極ケース１と、分極性正極４と、リチウム
金属からなる負極７とを有する有機電解液電池で
あつて、 前記分極性正極４は、有機電解液を含んだ活性
炭と金属集電体５とからなり、 前記金属集電体５は、正極ケース１の内底部に
溶接されており、前記有機電解液を含んだ活性炭
がその上に載置されている充電可能な有機電解液
電池。 ２ 金属集電体５は、チタン、ニツケル、ステン
レス鋼及びアルミニウムのいずれかよりなる特許
請求の範囲第１項記載の充電可能な有機電解液電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240141A JPS60131769A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 充電可能な有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58240141A JPS60131769A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 充電可能な有機電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60131769A JPS60131769A (ja) | 1985-07-13 |
| JPH0122708B2 true JPH0122708B2 (ja) | 1989-04-27 |
Family
ID=17055099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58240141A Granted JPS60131769A (ja) | 1983-12-20 | 1983-12-20 | 充電可能な有機電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60131769A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62110258A (ja) * | 1985-11-08 | 1987-05-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
| JPH0766832B2 (ja) * | 1986-06-04 | 1995-07-19 | 東芝電池株式会社 | 非水溶媒二次電池 |
| JPH069140B2 (ja) * | 1988-06-08 | 1994-02-02 | 富士電気化学株式会社 | スパイラル形非水電解液電池 |
-
1983
- 1983-12-20 JP JP58240141A patent/JPS60131769A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60131769A (ja) | 1985-07-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2000294222A (ja) | 二次電池 | |
| JPH01258359A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| JP3324372B2 (ja) | 円筒型電池 | |
| JPH0646578B2 (ja) | 非水系二次電池 | |
| JP4023213B2 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| JP2001068160A (ja) | 扁平形非水電解質二次電池 | |
| JP2001068143A (ja) | 扁平形非水電解質二次電池 | |
| US20140079999A1 (en) | Cathode material | |
| JPH0122708B2 (ja) | ||
| JPS638588B2 (ja) | ||
| JP3403858B2 (ja) | 有機電解質電池 | |
| JP2730641B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2798753B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH0139191B2 (ja) | ||
| JPH07105952A (ja) | リチウム二次電池用集電体およびリチウム二次電池 | |
| JPS62274555A (ja) | 非水溶媒二次電池 | |
| JP2957690B2 (ja) | 非水系電解液電池 | |
| JP2686072B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0782837B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2807283B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH0447431B2 (ja) | ||
| JPH0719088Y2 (ja) | 薄型電池 | |
| JPS60170172A (ja) | 再充電可能な電気化学装置 | |
| JPS6356696B2 (ja) | ||
| JP2003178753A (ja) | リチウム電池 |