JPH02216771A - 充電可能な電気化学装置の製造法 - Google Patents
充電可能な電気化学装置の製造法Info
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- JPH02216771A JPH02216771A JP1038561A JP3856189A JPH02216771A JP H02216771 A JPH02216771 A JP H02216771A JP 1038561 A JP1038561 A JP 1038561A JP 3856189 A JP3856189 A JP 3856189A JP H02216771 A JPH02216771 A JP H02216771A
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- Japan
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- negative electrode
- lithium
- positive electrode
- electrochemical device
- alloy
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- Pending
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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
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (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
本発明は、移動用直流電源、バックアップ用電源などに
用いる充電可能な電気化学装置の製造法に関するもので
ある。
用いる充電可能な電気化学装置の製造法に関するもので
ある。
従来の技術
充電可能な電気化学装置として、正極に主に電気二重層
を利用した活性炭、負極にリチウム合金、電解液に非水
系の有機溶媒を用いた装置が知られている。そしてこの
装置の負極に用いるリチウム合金の調製法としては、（
１）不活性雰囲気中で金属とリチウムを融解合金化する
。（２）有機電解液中で電気化学還元を行い、金属中に
リチウムを吸蔵させる。（３）金属とリチウムシートを
密着させた後。
を利用した活性炭、負極にリチウム合金、電解液に非水
系の有機溶媒を用いた装置が知られている。そしてこの
装置の負極に用いるリチウム合金の調製法としては、（
１）不活性雰囲気中で金属とリチウムを融解合金化する
。（２）有機電解液中で電気化学還元を行い、金属中に
リチウムを吸蔵させる。（３）金属とリチウムシートを
密着させた後。
電気化学装置を構成し、この装置内で金属中にリチウム
を自然吸蔵させるなどがある。このうち（１）。
を自然吸蔵させるなどがある。このうち（１）。
（２）の方法は金属とリチウムの均一な合金を調製する
ことができるが、工数が増し、またコストが高くなるな
どの欠点があるため（３）の方法が主に採られている。
ことができるが、工数が増し、またコストが高くなるな
どの欠点があるため（３）の方法が主に採られている。
発明が解決しようとする課題
しかしく３）の方法は工程上、作り易い等の長所が多い
反面、次の様な欠点があった。それは、金属の片面にシ
ート状のリチウムシートを圧着したものを負極とするた
め、装置を組立後、金属の片面から金属中に一度に多量
のリチウムが自然吸蔵され合金化が進むため、合金が湾
曲したり、また合金中でリチウムの偏在が起こり、均一
な負極合金の生成が不可能となる。さらに、負ｆｆ１ｌ
ｃリチウムが多量に存在すると、リチウムと電解液とが
反応し、リチウム表面に絶縁被膜を形成する可能性があ
る。これらの結果、内部抵抗のバラツキ、あるいは高温
保存における内部抵抗の異常増加などの問題を引き起こ
していた。この問題に対する処置として、リチウム量が
少なければ前述の問題は殆んど生じないことからリチウ
ム量を少くする。あるいは、非常に薄い金属リチウムシ
ートを金属の全面に圧着するなどして、急激にリチウム
が金属中に吸蔵されるのを防ぎ、均一なリチウム合金を
得ようとしたが、リチウム量を減らせば容量が低下する
。あるいは、薄い金属シートは工程上非常に取り扱い難
いという欠点があり、具体的な解決策にはならなかった
。
反面、次の様な欠点があった。それは、金属の片面にシ
ート状のリチウムシートを圧着したものを負極とするた
め、装置を組立後、金属の片面から金属中に一度に多量
のリチウムが自然吸蔵され合金化が進むため、合金が湾
曲したり、また合金中でリチウムの偏在が起こり、均一
な負極合金の生成が不可能となる。さらに、負ｆｆ１ｌ
ｃリチウムが多量に存在すると、リチウムと電解液とが
反応し、リチウム表面に絶縁被膜を形成する可能性があ
る。これらの結果、内部抵抗のバラツキ、あるいは高温
保存における内部抵抗の異常増加などの問題を引き起こ
していた。この問題に対する処置として、リチウム量が
少なければ前述の問題は殆んど生じないことからリチウ
ム量を少くする。あるいは、非常に薄い金属リチウムシ
ートを金属の全面に圧着するなどして、急激にリチウム
が金属中に吸蔵されるのを防ぎ、均一なリチウム合金を
得ようとしたが、リチウム量を減らせば容量が低下する
。あるいは、薄い金属シートは工程上非常に取り扱い難
いという欠点があり、具体的な解決策にはならなかった
。
本発明は上記のような従来の問題点を解消し、均一な負
極用リチウム合金を容易に製造し、高温雰囲気中での保
存性能を向上させることを目的とする。
極用リチウム合金を容易に製造し、高温雰囲気中での保
存性能を向上させることを目的とする。
課題を解決するための手段
上記の問題点を解決するために５本発明は金属とリチウ
ムシートを圧着などにより密着させ、これを負極として
電気化学装置を構成し、装置組立後に４０℃〜７０’Ｃ
の温度雰囲気にて化成放電を行うものである。
ムシートを圧着などにより密着させ、これを負極として
電気化学装置を構成し、装置組立後に４０℃〜７０’Ｃ
の温度雰囲気にて化成放電を行うものである。
作用
この製造法によれば、装置組立後金属に密着させたリチ
ウムの一部を高温中、例えば４００〜７０℃の温度雰囲
気で放電する事により、リチウムの一部を正極側に移動
させるため、負極側のリチウム量が減り、急激に多量の
リチウムが急増される事がない。
ウムの一部を高温中、例えば４００〜７０℃の温度雰囲
気で放電する事により、リチウムの一部を正極側に移動
させるため、負極側のリチウム量が減り、急激に多量の
リチウムが急増される事がない。
そのためリチウムの偏在した不均一なリチウム合金を形
成したり、合金化する際に合金が湾曲したりする事を防
ぐことができる。これは高温下においては、反応が活性
化され、極板全体が均一に反応するためと思われる。そ
の結果、内部抵抗のバラツキを小さくし、また合金の湾
曲などを防ぎ装置内の各部品の接触が良好となるため、
高温保存による内部抵抗の上昇を抑制できる。また、放
電状態で負極に存在するリチウム量が非常に少いため、
水分による負極のリチウムの劣化が原因とみられる高温
多湿中における内部抵抗の上昇を大幅に抑制することが
できる。
成したり、合金化する際に合金が湾曲したりする事を防
ぐことができる。これは高温下においては、反応が活性
化され、極板全体が均一に反応するためと思われる。そ
の結果、内部抵抗のバラツキを小さくし、また合金の湾
曲などを防ぎ装置内の各部品の接触が良好となるため、
高温保存による内部抵抗の上昇を抑制できる。また、放
電状態で負極に存在するリチウム量が非常に少いため、
水分による負極のリチウムの劣化が原因とみられる高温
多湿中における内部抵抗の上昇を大幅に抑制することが
できる。
尚、上記のリチウムと合金化する金属としては、鉛、カ
ドミウム、スズ、ビスマスなどの単独、およびこれらの
中の２つ以上の合金が好ましい。もちろん、リチウムと
合金化できる金属なら上記以外の金属でも十分可能であ
る。
ドミウム、スズ、ビスマスなどの単独、およびこれらの
中の２つ以上の合金が好ましい。もちろん、リチウムと
合金化できる金属なら上記以外の金属でも十分可能であ
る。
また、前述の放電は定電流放電でも定抵抗放電でもどち
らでも効果がある。さらに温度雰囲気については、高温
になればなる程効果が発揮し易くなるが、ａＯＣを越え
る温度では電解液の沸点に近づくので、電解液が分解す
る危険性がでてくる。
らでも効果がある。さらに温度雰囲気については、高温
になればなる程効果が発揮し易くなるが、ａＯＣを越え
る温度では電解液の沸点に近づくので、電解液が分解す
る危険性がでてくる。
従って温度は７０Ｃ以内にとどめるべきである。
実施例
以下本発明の実施例を第１図、第２図を用いて説明をす
る。
る。
第１図は正極に活性炭、負極にリチウム合金を用いた充
電可能な電気化学装置を示す。図中１は正極端子を兼ね
たケース、２はケースと同材料を打ち抜き加工した負極
端子をなす封口板、３はケースと封口板を絶縁するポリ
プロピレン製ガスケット、４は正極であり、これは、活
性炭粉床７゜重量部、導電材であるアセチレンブラック
１０重量部、およびバインダーであるフッ素樹脂の水性
ディスパージ式ン（固形分比６０％）を固形分で２０を
置部混練し、２本のロール間を通してシート状に形成し
た後、正極集電体５をなす厚さ０，４ｏ＋ｍのチタンラ
ス板に転写した。その後１６０℃の減圧下で１２時間乾
燥した後、厚さＱ、８ａｕ＋＋にそろえ、直径１５ｍｍ
のベレットに打ち抜き、合剤の一部を剥離させ、集電体
５をケース１に溶接した。
電可能な電気化学装置を示す。図中１は正極端子を兼ね
たケース、２はケースと同材料を打ち抜き加工した負極
端子をなす封口板、３はケースと封口板を絶縁するポリ
プロピレン製ガスケット、４は正極であり、これは、活
性炭粉床７゜重量部、導電材であるアセチレンブラック
１０重量部、およびバインダーであるフッ素樹脂の水性
ディスパージ式ン（固形分比６０％）を固形分で２０を
置部混練し、２本のロール間を通してシート状に形成し
た後、正極集電体５をなす厚さ０，４ｏ＋ｍのチタンラ
ス板に転写した。その後１６０℃の減圧下で１２時間乾
燥した後、厚さＱ、８ａｕ＋＋にそろえ、直径１５ｍｍ
のベレットに打ち抜き、合剤の一部を剥離させ、集電体
５をケース１に溶接した。
６はポリプロピレン製布織市からなるセパレータである
。γは負極で、リチウム吸蔵能力を持つ合金であり、鉛
５０重量部、カドミウム６０重量部をアルゴン雰囲気中
で融解合金化し、厚さ０ｊｆｆｌｆｆｌに圧延してニッ
ケルネット８に転写した後、直径１５＋ｎｍに打ち抜き
、封口板２の裏面に溶接し念。
。γは負極で、リチウム吸蔵能力を持つ合金であり、鉛
５０重量部、カドミウム６０重量部をアルゴン雰囲気中
で融解合金化し、厚さ０ｊｆｆｌｆｆｌに圧延してニッ
ケルネット８に転写した後、直径１５＋ｎｍに打ち抜き
、封口板２の裏面に溶接し念。
９は負極リチウムで厚さ０．１ｍｆｆ＋直径ＩＱｆｆ１
ｍの金属リチウムシートからなり、負極合金７の片面に
圧着させている。電解液には、プロピレンヵーポネイト
とγ−ブチロラクトンとの等溶積混合溶媒にホウフッ化
リチウムを１モ／Ｌ／１１１の割合で溶解したものを用
いている。
ｍの金属リチウムシートからなり、負極合金７の片面に
圧着させている。電解液には、プロピレンヵーポネイト
とγ−ブチロラクトンとの等溶積混合溶媒にホウフッ化
リチウムを１モ／Ｌ／１１１の割合で溶解したものを用
いている。
第１図は上記の部品を用いて、組立てた直後の装置の断
面図であり、装置の大きさは直径２ｏｆｆＩｍ、厚さ２
ｍｍで容量は１ｖ当たり１ｍムｈである。
面図であり、装置の大きさは直径２ｏｆｆＩｍ、厚さ２
ｍｍで容量は１ｖ当たり１ｍムｈである。
次にこの装置を組立直後にｓｍムの定電流で２０分間各
温度雰囲気中において、化成放電を行った。これらの電
気化学装置をムー１〜ム−７とし、また同様に組立後温
度６０℃相対湿度９０％下で１ケ月保存後に、交流波１
ＫＨｚでの内部抵抗を測定した。その結果を、第２図に
示した。尚ム−１は通常の２０℃で従来例である。
温度雰囲気中において、化成放電を行った。これらの電
気化学装置をムー１〜ム−７とし、また同様に組立後温
度６０℃相対湿度９０％下で１ケ月保存後に、交流波１
ＫＨｚでの内部抵抗を測定した。その結果を、第２図に
示した。尚ム−１は通常の２０℃で従来例である。
結果は、雰囲気温度が上がるにつれ、内部抵抗が低く、
安定化してきている。しかし８０Ｃになると逆に上昇し
ているが、これは電解液が高温のために、変動している
ためと推定される。これらの事から化成放電温度は４０
℃〜７０Ｃの範囲が好ましいといえる。
安定化してきている。しかし８０Ｃになると逆に上昇し
ているが、これは電解液が高温のために、変動している
ためと推定される。これらの事から化成放電温度は４０
℃〜７０Ｃの範囲が好ましいといえる。
発明の効果
このように本発明によれば、内部抵抗が低く安定した充
電可能な電気化学装置を提供できるものである。
電可能な電気化学装置を提供できるものである。
第１図は本発明による充電可能な電気化学装置の断面図
、第２図は各温度雰囲気下での化成放電による内部抵抗
の変化を示す図である。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、４・・
・・・・正極、７・・・・・・負極、９・・・・・・リ
チウム。
、第２図は各温度雰囲気下での化成放電による内部抵抗
の変化を示す図である。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、４・・
・・・・正極、７・・・・・・負極、９・・・・・・リ
チウム。
Claims (1)
- 活性炭からなる正極と、リチウム合金からなる負極と
、リチウム塩を溶解した非水溶媒からなる電解液とから
構成される電気化学装置であって、装置組立後に４０℃
以上７０℃以下の温度範囲で化成放電を行うことを特徴
とする充電可能な電気化学装置の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038561A JPH02216771A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 充電可能な電気化学装置の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1038561A JPH02216771A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 充電可能な電気化学装置の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02216771A true JPH02216771A (ja) | 1990-08-29 |
Family
ID=12528713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1038561A Pending JPH02216771A (ja) | 1989-02-17 | 1989-02-17 | 充電可能な電気化学装置の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02216771A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0832505A4 (en) * | 1995-06-07 | 1998-11-04 | Duracell Inc | METHOD FOR IMPROVING LITHIUM ION CELLS |
| KR100416093B1 (ko) * | 2001-05-23 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지의 제조방법 |
-
1989
- 1989-02-17 JP JP1038561A patent/JPH02216771A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0832505A4 (en) * | 1995-06-07 | 1998-11-04 | Duracell Inc | METHOD FOR IMPROVING LITHIUM ION CELLS |
| KR100416093B1 (ko) * | 2001-05-23 | 2004-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬전지의 제조방법 |
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