JPH02144848A - リチウム一次電池 - Google Patents
リチウム一次電池Info
- Publication number
- JPH02144848A JPH02144848A JP29634788A JP29634788A JPH02144848A JP H02144848 A JPH02144848 A JP H02144848A JP 29634788 A JP29634788 A JP 29634788A JP 29634788 A JP29634788 A JP 29634788A JP H02144848 A JPH02144848 A JP H02144848A
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- Japan
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- lithium
- negative electrode
- aluminum
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- aluminum alloy
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- 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
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- 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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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）
この発明は、カメラのストロボ、ランプ付き時計など高
負荷パルスを発生する小型機器に好適なリチウム一次電
池に関する。
負荷パルスを発生する小型機器に好適なリチウム一次電
池に関する。
（従来の技術）
高負荷パルスを発生する小型機器などに適合するリチウ
ム一次電池に要求される性能としては、第一に終始電圧
までの放電パルス数が多いこと、電池容量が多いこと、
及び低温特性に優れることである。
ム一次電池に要求される性能としては、第一に終始電圧
までの放電パルス数が多いこと、電池容量が多いこと、
及び低温特性に優れることである。
以上の目的を達成するために、従来から種々の工夫がな
されている。
されている。
その工夫としては、まず第一に電極表面積を広くとるこ
と、第二に極間距離を小さくすること、及び第三に非水
電解液の組成を工夫することなどである。
と、第二に極間距離を小さくすること、及び第三に非水
電解液の組成を工夫することなどである。
（発明が解決しようとするｍ題）
しかしながら、電極面積を広くとろうとすると、コイン
形電池ではその寸法上の制約を受け、また筒形電池では
容量的な限度が生ずる。
形電池ではその寸法上の制約を受け、また筒形電池では
容量的な限度が生ずる。
また、極間距離を小さくすると今度はセパレータの信頼
性が低下する。
性が低下する。
さらには電解液組成を工夫したとしても所定の限界があ
るや ところで、この種のりチウム一次電池では負極を構成す
る材料として、リチウム単体でなく、リチウムとこれの
担体であるアルミニウムとの合金形態がより活性を高め
ることが知られ、特に正極と対向する負極の表面がアル
ミニウムリッチであることによってさらに活性を増すこ
とが知られている。
るや ところで、この種のりチウム一次電池では負極を構成す
る材料として、リチウム単体でなく、リチウムとこれの
担体であるアルミニウムとの合金形態がより活性を高め
ることが知られ、特に正極と対向する負極の表面がアル
ミニウムリッチであることによってさらに活性を増すこ
とが知られている。
しかしながら、負極材料中のアルミニウム成分を増すこ
とは、非反応成分を増し、実際の反応成分であるリチウ
ムの絶対量が減じ、電池容量が減少することにつながる
ため、その成分比率は活性ど電池容量を勘案１、た一定
の割合とならざるを得なかった。
とは、非反応成分を増し、実際の反応成分であるリチウ
ムの絶対量が減じ、電池容量が減少することにつながる
ため、その成分比率は活性ど電池容量を勘案１、た一定
の割合とならざるを得なかった。
この発明は、負極を構成するリチウム−アルミニウム合
金の層構造を工夫することで、限られた規格寸法の中で
活性を増し、しかも電池容量を増し、総合的な高性能化
を図ったりチウム一次電池を提供することを目的として
いる。
金の層構造を工夫することで、限られた規格寸法の中で
活性を増し、しかも電池容量を増し、総合的な高性能化
を図ったりチウム一次電池を提供することを目的として
いる。
（課題を解決するための手段）
前記目的を達成するため、この発明は、正極と、非水電
解液及び負極と１７でリチウム−アルミニウム合金を備
えたリチウム一次電池において、前記負極を構成するリ
チウム−アルミニウム合金は、前記正極に対向する表面
の層が他の部分よりもアルミニウムの含有量が多いこと
が特徴となっている。
解液及び負極と１７でリチウム−アルミニウム合金を備
えたリチウム一次電池において、前記負極を構成するリ
チウム−アルミニウム合金は、前記正極に対向する表面
の層が他の部分よりもアルミニウムの含有量が多いこと
が特徴となっている。
より詳しくは、負極の表面側の層のアルミニウム含有率
が５〜４０％（重量比）であり、下層はアルミニウム含
有率は５％を下回るかリチウム単体の層で構成すること
が望ま１．い。
が５〜４０％（重量比）であり、下層はアルミニウム含
有率は５％を下回るかリチウム単体の層で構成すること
が望ま１．い。
この限定理由は、以下の通りである。
すなわち、負極表面のアルミニウムの含有率を０〜５５
％まで変えたＣＲ２０２５形電池のサンプルを作成し、
これを−１０℃、１００Ωの条件下で０．１秒後の閉路
電圧を測定した結果、第１図のグラフに示す結果を得た
。
％まで変えたＣＲ２０２５形電池のサンプルを作成し、
これを−１０℃、１００Ωの条件下で０．１秒後の閉路
電圧を測定した結果、第１図のグラフに示す結果を得た
。
そ］２て、この結果からも明らかなように、アルミニウ
ム５％以上で性能向上が認められるが、５０％以上では
性能向上が認められず、アルミニウムが多すぎると反っ
て性能低下を来すことが認められた。また、４０％から
５０％の範囲では、性能的には問題はないが、負極全体
の容量上のメリットがなくなる。
ム５％以上で性能向上が認められるが、５０％以上では
性能向上が認められず、アルミニウムが多すぎると反っ
て性能低下を来すことが認められた。また、４０％から
５０％の範囲では、性能的には問題はないが、負極全体
の容量上のメリットがなくなる。
したがって、負極表面層のアルミニウム含有量は以上の
範囲内に限定され、特に３０％が最も活性が向上する。
範囲内に限定され、特に３０％が最も活性が向上する。
また、負極の正極に対向する表面側の層の厚みは、負極
全体の厚みに対して５〜４０％とすることが望ましい。
全体の厚みに対して５〜４０％とすることが望ましい。
この限定理由は以下の通りである。
すなわち、負極中のリチウム−アルミニウム合金（アル
ミニウム含有率２５％）の厚さ比率を０〜５５％まで変
えた負極を用いて前記と同様ＣＲ２０２５形電池のサン
プルを作成し、１５にΩ出２５０時間放電した後パルス
放電を行ったところ第２図のグラフに示す結果を得られ
た。
ミニウム含有率２５％）の厚さ比率を０〜５５％まで変
えた負極を用いて前記と同様ＣＲ２０２５形電池のサン
プルを作成し、１５にΩ出２５０時間放電した後パルス
放電を行ったところ第２図のグラフに示す結果を得られ
た。
この結果から明らかなように、厚みが５％を下回った場
合には効果が小さく、また４５％以上の場合では効果が
得られない。
合には効果が小さく、また４５％以上の場合では効果が
得られない。
またグラ、フ上には現れないが、放電によって負極表面
の状態は大きく変り、４０％を上回ったサンプルはアル
ミニウムの粒状向の結晶の析出が顕とであった。このこ
とからも厚みが４０°６を越えた場合には放電後アルミ
ニウムが放電反応を阻害するものと考えられる。さらに
アルミニウムの容量が４０９６を上回った場合には、リ
チウム量として１０％程度の損失となる。
の状態は大きく変り、４０％を上回ったサンプルはアル
ミニウムの粒状向の結晶の析出が顕とであった。このこ
とからも厚みが４０°６を越えた場合には放電後アルミ
ニウムが放電反応を阻害するものと考えられる。さらに
アルミニウムの容量が４０９６を上回った場合には、リ
チウム量として１０％程度の損失となる。
したがって、その厚みの比率は５〜４０９６の範囲に限
定され、特に１０〜３０％付近が活性および電池容量の
点でａ利である。
定され、特に１０〜３０％付近が活性および電池容量の
点でａ利である。
次に以上のようにアルミニウム含有量の異なる層を形成
する具体的な方法としては、アルミニウム含有の異なる
リチウム−アルミニウム合金板同士、またはリチウム−
アルミニウム合金板とリチウム板単体とを二枚以上貼合
せることによって達成できる。
する具体的な方法としては、アルミニウム含有の異なる
リチウム−アルミニウム合金板同士、またはリチウム−
アルミニウム合金板とリチウム板単体とを二枚以上貼合
せることによって達成できる。
（作 用）
以上の構成によれば、正極と対向する負極表面はアルミ
ニウムリッチであり、反応成分であるリチウムが活性化
し、下層のリチウムの多い層からリチウムを順次取り入
れつつ電池反応を継続するため、活性状態が持続する。
ニウムリッチであり、反応成分であるリチウムが活性化
し、下層のリチウムの多い層からリチウムを順次取り入
れつつ電池反応を継続するため、活性状態が持続する。
また、リチウム−アルミニウム合金均一の負極に比べて
全体的には非反応成分であるアルミニウムを少なく、反
応成分であるリチウムを多く配分できるので、限られた
規格寸法の中で従来よりもさらに電池容量を増すことが
できる。
全体的には非反応成分であるアルミニウムを少なく、反
応成分であるリチウムを多く配分できるので、限られた
規格寸法の中で従来よりもさらに電池容量を増すことが
できる。
さらに、均一の合金では、アルミニウムを多くし、初期
の活性を高めた場合、放電にともなって、アルミニウム
含有量が過剰になり、放電の中後期においてパルス放電
性能の低下をもたらすが、本発明によれば、放電末期ま
でアルミニウムとリチウムのバランスが保たれ、良好な
反応状態を持続させることができる。
の活性を高めた場合、放電にともなって、アルミニウム
含有量が過剰になり、放電の中後期においてパルス放電
性能の低下をもたらすが、本発明によれば、放電末期ま
でアルミニウムとリチウムのバランスが保たれ、良好な
反応状態を持続させることができる。
（発明の効果）
以上のように本発明のリチウム一次電池にあっては、限
られた規格寸法の中で従来の負極が均一なリチウム−ア
ルミニウム合金で構成されたものに対し、終始電圧まで
の放電パルス数が多く、電池容量が多く、低温特性に優
れる、という効果があり、したがって、カメラのストロ
ボ、ランプ付き時計などの小型機器における高負荷パル
ス用の［［として好適である。
られた規格寸法の中で従来の負極が均一なリチウム−ア
ルミニウム合金で構成されたものに対し、終始電圧まで
の放電パルス数が多く、電池容量が多く、低温特性に優
れる、という効果があり、したがって、カメラのストロ
ボ、ランプ付き時計などの小型機器における高負荷パル
ス用の［［として好適である。
（実 施 例）
以下、この発明の詳細な説明する。但し、本発明は以下
のに実施例のみに限定されるものでない。
のに実施例のみに限定されるものでない。
（Ａ）実施例として、アルミニウム含有率３０％のリチ
ウム−アルミニウム合金シート（０，１ｍ厚み）と、リ
チウムシート（０，３鰭厚み）とを貼り合わせプレスに
よって厚み調整を行うとともに、円形に打ち抜いたもの
を負極として、前記リチウム−アルミニウム合金側を正
極に対向する表面としてセパレータを介して正極と組み
合わせ、ＣＲ２０２５形リチウム一次電池を組み立てた
。
ウム−アルミニウム合金シート（０，１ｍ厚み）と、リ
チウムシート（０，３鰭厚み）とを貼り合わせプレスに
よって厚み調整を行うとともに、円形に打ち抜いたもの
を負極として、前記リチウム−アルミニウム合金側を正
極に対向する表面としてセパレータを介して正極と組み
合わせ、ＣＲ２０２５形リチウム一次電池を組み立てた
。
なお、非水電解質としては、以下の組成を用いた。
ＰＣ： ＤＭＥ−１： １＋Ｌｉ Ｃぶ０４そして、こ
の電池の一１０℃、１００Ωにおける回路電圧を測定し
た結果、第３図のＡに示す結果を得た。
の電池の一１０℃、１００Ωにおける回路電圧を測定し
た結果、第３図のＡに示す結果を得た。
次にこの電池を１５にΩで２５０時間放電した後パルス
放電を行った結果、第４図のＡに示す結果を得た。
放電を行った結果、第４図のＡに示す結果を得た。
（Ｂ）比較例としてアルミニウム含有量３０％のリチウ
ム−アルミニウム合金を均一な層とした負極を用いた前
記と同様の電池、およびリチウム単体を負極とした電池
を作成し、これらを前記と同様な試験を実施したところ
、それぞれ第３図、第４図のＢ、Ｃに示す結果を得た。
ム−アルミニウム合金を均一な層とした負極を用いた前
記と同様の電池、およびリチウム単体を負極とした電池
を作成し、これらを前記と同様な試験を実施したところ
、それぞれ第３図、第４図のＢ、Ｃに示す結果を得た。
そしてこれらの図からも明らかなように、この発明によ
る電池では、従来のリチウム−アルミニウム合金、およ
びリチウム単体を用いたものに比べて、高負荷放電が良
好となり、またその容量もリチウム単体のみの特性に近
似する結果を得られた。
る電池では、従来のリチウム−アルミニウム合金、およ
びリチウム単体を用いたものに比べて、高負荷放電が良
好となり、またその容量もリチウム単体のみの特性に近
似する結果を得られた。
第１図はアルミニウム含有率と、閉路電圧との関係を示
すグラフ、第２図は負極中のリチウムーアルミニウ、ム
合金の厚さ比率と放電特性との関係を示すグラフ、第３
図は、従来の電池と本発明電池の閉路電圧特性を比較し
たグラフ、第４図は従来の電池と本発明の電池との放電
特性を比較したグラフである。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代理人 弁理士 −色 健 輪
すグラフ、第２図は負極中のリチウムーアルミニウ、ム
合金の厚さ比率と放電特性との関係を示すグラフ、第３
図は、従来の電池と本発明電池の閉路電圧特性を比較し
たグラフ、第４図は従来の電池と本発明の電池との放電
特性を比較したグラフである。 特許出願人 富士電気化学株式会社 代理人 弁理士 −色 健 輪
Claims (4)
- （１）正極と、非水電解液及び負極としてリチウム−ア
ルミニウム合金を備えたリチウム一次電池において、前
記負極を構成するリチウム−アルミニウム合金は、前記
正極に対向する表面の層が他の部分よりもアルミニウム
の含有量が多いことを特徴とするリチウム一次電池。 - （２）負極の正極に対向する表面の層のアルミニウム含
有率が５〜４０％（重量比）であり、下層のアルミニウ
ム含有率は５％を下回るかリチウム単体の層で構成され
ていることを特徴とする請求項１に記載のリチウム一次
電池。 - （３）負極の正極に対向する表面の層が負極全体の厚み
に対して５〜４０％であることを特徴とする請求項１ま
たは２に記載のリチウム一次電池。 - （４）前記負極はアルミニウム含有率の異なるリチウム
−アルミニウム合金板同士、またはリチウム−アルミニ
ウム合金とリチウム板単体とを二枚以上貼合せることに
よって構成されることを特徴とする請求項１ないし３に
記載のリチウム一次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29634788A JPH0812779B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | リチウム一次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29634788A JPH0812779B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | リチウム一次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02144848A true JPH02144848A (ja) | 1990-06-04 |
| JPH0812779B2 JPH0812779B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=17832374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29634788A Expired - Fee Related JPH0812779B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | リチウム一次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812779B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6039105A (en) * | 1997-07-11 | 2000-03-21 | Irvin Automotive Products, Inc. | Compressible pocket for cargo shade attachment |
| CN117239136A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-15 | 欣旺达动力科技股份有限公司 | 一种二次电池及用电设备 |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP29634788A patent/JPH0812779B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6039105A (en) * | 1997-07-11 | 2000-03-21 | Irvin Automotive Products, Inc. | Compressible pocket for cargo shade attachment |
| CN117239136A (zh) * | 2023-09-27 | 2023-12-15 | 欣旺达动力科技股份有限公司 | 一种二次电池及用电设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0812779B2 (ja) | 1996-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |