JPH02256164A - 有機電解液電池 - Google Patents
有機電解液電池Info
- Publication number
- JPH02256164A JPH02256164A JP1078831A JP7883189A JPH02256164A JP H02256164 A JPH02256164 A JP H02256164A JP 1078831 A JP1078831 A JP 1078831A JP 7883189 A JP7883189 A JP 7883189A JP H02256164 A JPH02256164 A JP H02256164A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- battery case
- positive electrode
- metal
- materials
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/669—Steels
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (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、有機電解液電池の改良に関するものである。
従来の技術
有機電解液電池は、高エネルギー密度を有し、保存性、
耐漏液性に優れるところから、時計・電卓に代表される
小型電子機器を始め、カメラやコンピュタ−等の精密機
器の電源として現在広く用いられている。
耐漏液性に優れるところから、時計・電卓に代表される
小型電子機器を始め、カメラやコンピュタ−等の精密機
器の電源として現在広く用いられている。
これら有機電解液電池には、負極活物質にリチウム、正
極活物質にフッ化炭素や、二酸マンガンなどの金属の酸
化物を用い、電解液としてはプロピレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン、１゜２ジメトキシエタン、ジオキ
ンランなどのうち１種類、あるいは２種類以上の混合溶
媒に導電性をあたえるためにＬｉＢＦ４ 、Ｌｉｅβ０
４ などのリチウム塩を溶解したものを用いている。
極活物質にフッ化炭素や、二酸マンガンなどの金属の酸
化物を用い、電解液としてはプロピレンカーボネート、
γ−ブチロラクトン、１゜２ジメトキシエタン、ジオキ
ンランなどのうち１種類、あるいは２種類以上の混合溶
媒に導電性をあたえるためにＬｉＢＦ４ 、Ｌｉｅβ０
４ などのリチウム塩を溶解したものを用いている。
この系の電池は電池電圧が高いだめ、電池ケース、正極
集電体、封口板などの形成材料の選択が非常に困難であ
る。例えば、乾電池の封口板、電池ケースに用いられる
ニッケルメッキ鋼、ニッケルなどを、この電池ケースに
用いると電池保存期間中にこれら金属が次第に電解液に
溶解する。これらの溶解した金属は電解液中においてイ
オンとなり、負極表面に析出し、内部抵抗の増加を招き
、その結果、放電容量を劣化させる。また前記の金属の
溶解が著しいと電池ケースに穴を生じ、液漏れを起こす
。
集電体、封口板などの形成材料の選択が非常に困難であ
る。例えば、乾電池の封口板、電池ケースに用いられる
ニッケルメッキ鋼、ニッケルなどを、この電池ケースに
用いると電池保存期間中にこれら金属が次第に電解液に
溶解する。これらの溶解した金属は電解液中においてイ
オンとなり、負極表面に析出し、内部抵抗の増加を招き
、その結果、放電容量を劣化させる。また前記の金属の
溶解が著しいと電池ケースに穴を生じ、液漏れを起こす
。
３べ−７
これらのことを防ぐため、有機電解液中において、正極
の活物質以上に責な電位をもつ金属を用いることが望ま
しく、その結果、ニッケルをほとんど含まないクロム鋼
で電池ケースあるいは正極集電体を形成している。具体
的にはクロムを３０重量係程度含む鋼を用いている。
の活物質以上に責な電位をもつ金属を用いることが望ま
しく、その結果、ニッケルをほとんど含まないクロム鋼
で電池ケースあるいは正極集電体を形成している。具体
的にはクロムを３０重量係程度含む鋼を用いている。
発明が解決しようとする課題
しかしクロムを３０重量係程度含む鋼は、硬く、加工性
が悪いという欠点がある。そのため、封口金型によシ、
電池開口部を封口する工程において、封口時の加工によ
シミ池ケース側面にキズが生じたり、また電池ケースの
開口部周縁が一部剥離し、その剥離した金属片により、
封口板と電池ケースが短絡し、電圧不良及び放電容量不
良を引き起こすという問題があった。また、正極集電体
材もクロムを３０重量％程度含む鋼を使用しているだめ
、前記正極集電体材のフープを切断し電池ケースにスポ
ットする際に切断カッターがすぐにつぶれるという問題
があり、耐食性も考え、正極集電体材にＴｉを使用して
いたが電池ケース材と異種金属になるだめ、腐食電位が
生じ、高温保存において電池の内部インピーダンスが上
昇するという問題があった。
が悪いという欠点がある。そのため、封口金型によシ、
電池開口部を封口する工程において、封口時の加工によ
シミ池ケース側面にキズが生じたり、また電池ケースの
開口部周縁が一部剥離し、その剥離した金属片により、
封口板と電池ケースが短絡し、電圧不良及び放電容量不
良を引き起こすという問題があった。また、正極集電体
材もクロムを３０重量％程度含む鋼を使用しているだめ
、前記正極集電体材のフープを切断し電池ケースにスポ
ットする際に切断カッターがすぐにつぶれるという問題
があり、耐食性も考え、正極集電体材にＴｉを使用して
いたが電池ケース材と異種金属になるだめ、腐食電位が
生じ、高温保存において電池の内部インピーダンスが上
昇するという問題があった。
本発明は、このよう゛な問題点を解決するもので、高温
保存での内部インピーダンスの上昇を抑制し、保存性能
を向上すると同時に製造工程での電圧不良をなくすこと
を目的とするものである。
保存での内部インピーダンスの上昇を抑制し、保存性能
を向上すると同時に製造工程での電圧不良をなくすこと
を目的とするものである。
課題を解決するだめの手段
上記問題点を解決するだめに本発明は、電池ケース材料
と正極集電体材料として、モリブデンを１〜３重量％、
クロムを１５〜２０重量係含む鋼を用いるものである。
と正極集電体材料として、モリブデンを１〜３重量％、
クロムを１５〜２０重量係含む鋼を用いるものである。
、作用
この構成によシ、従来の電池ケース材料に比べ、クロム
の含有率を低減できるため、加工性が改善され、前述し
たケースの封口工程に電池の電圧不良及び、キズなどの
外観不良の発生率を低減できる。また、電池ケースと正
極集電体との材料に同種金属を使用しているために、異
種金属を使用しているものよシ耐腐食性がよく、特に高
温保存に５７＜−・ おける電池内部インピーダンスの上昇を抑制できる。し
かもレアー金属であるクロムの使用量を減らすことがで
きるために材料コストにおいても、従来品に比べその約
半分以下になり非常に経済的である。
の含有率を低減できるため、加工性が改善され、前述し
たケースの封口工程に電池の電圧不良及び、キズなどの
外観不良の発生率を低減できる。また、電池ケースと正
極集電体との材料に同種金属を使用しているために、異
種金属を使用しているものよシ耐腐食性がよく、特に高
温保存に５７＜−・ おける電池内部インピーダンスの上昇を抑制できる。し
かもレアー金属であるクロムの使用量を減らすことがで
きるために材料コストにおいても、従来品に比べその約
半分以下になり非常に経済的である。
実施例
以下、本発明の実施例を第１図から第６図と表１、表２
を参照にして説明する。
を参照にして説明する。
第１図は、実施例におけるリチウム−フッ化炭素糸の扁
平形有機電解液電池を示す。図において１は正極端子を
兼ねた電池ケースで、前述した本発明による組成からな
っている。その組成の一例を重量百分率で示せば表１の
人に示す通りで、これはＪＩＳ規格におけるステンレス
鋼の５ＵＳ４４４に相当する。
平形有機電解液電池を示す。図において１は正極端子を
兼ねた電池ケースで、前述した本発明による組成からな
っている。その組成の一例を重量百分率で示せば表１の
人に示す通りで、これはＪＩＳ規格におけるステンレス
鋼の５ＵＳ４４４に相当する。
（以 下金 白）
２は同材料よりなる封口板、３は負極活物質であるリチ
ウムで封口板２に圧着されており、１６５ｍＡｈの電気
容量を持つ。４は正極集電体であり、電池ケース１と同
材料の５ＵＳ４４４を使用しており、電池ケース１の内
面にスポット溶接されている。
ウムで封口板２に圧着されており、１６５ｍＡｈの電気
容量を持つ。４は正極集電体であり、電池ケース１と同
材料の５ＵＳ４４４を使用しており、電池ケース１の内
面にスポット溶接されている。
５は正極合剤で、活物質であるフッ化炭素１００重量部
にアセチレンブラック１０重量部、フッ素樹脂結着剤１
４重量部を混合したものをペレット状に成型したもので
ある。６はポリプロピレン不織布製セパレータである。
にアセチレンブラック１０重量部、フッ素樹脂結着剤１
４重量部を混合したものをペレット状に成型したもので
ある。６はポリプロピレン不織布製セパレータである。
電解液には、炭酸プロピレンと１，２−ジメトキシエタ
ンとの等容積混合溶媒にホウフッ化リチウムを１モル／
βの割合で溶解したものを用いた。
ンとの等容積混合溶媒にホウフッ化リチウムを１モル／
βの割合で溶解したものを用いた。
封口板に固定した負極およびケースに固定した正極にそ
れぞれ電解液を含浸後、セパレータの周縁部をポリプロ
ピレン製絶縁バッキング７の下に敷き込んで封口板とと
もにかしめ封口して電池を構成した。この電池は総高２
．５ｍｍ、外径２３ｍｍ、容量１６５ ｍＡｈである。
れぞれ電解液を含浸後、セパレータの周縁部をポリプロ
ピレン製絶縁バッキング７の下に敷き込んで封口板とと
もにかしめ封口して電池を構成した。この電池は総高２
．５ｍｍ、外径２３ｍｍ、容量１６５ ｍＡｈである。
この電池を人としだ。また比較品として、正極集電体材
料にＴｉを使用、前述のケースに表１のＡ、Ｂ、Ｃに示
す組成材料を用いた構成の電池を、電池Ａと同様に作成
し、Ａ’、Ｂ、Ｃとしだ。なお、電池Ｂが従来品である
。
料にＴｉを使用、前述のケースに表１のＡ、Ｂ、Ｃに示
す組成材料を用いた構成の電池を、電池Ａと同様に作成
し、Ａ’、Ｂ、Ｃとしだ。なお、電池Ｂが従来品である
。
なお、この例では、正極活物質としてフッ化炭素を用い
たが、他に有機電解液電池の活物質として知られている
酸化モリブデン、二酸化マンガン、クロム酸銀などを導
電材、結着剤とともに混合し形成したものは全て同様に
適用することができる。
たが、他に有機電解液電池の活物質として知られている
酸化モリブデン、二酸化マンガン、クロム酸銀などを導
電材、結着剤とともに混合し形成したものは全て同様に
適用することができる。
これらＡ、Ａ’、Ｂ、Ｃの電池の組立直後の内部インピ
ーダンスと電圧不良率とを表２に示す。なお各データは
Ｎ＝１００個の平均値である。
ーダンスと電圧不良率とを表２に示す。なお各データは
Ｎ＝１００個の平均値である。
表 ２
表２から、電池ケースのクロムの含有率が低いＡ 、
Ａ’の電池は組立直後の電圧不良率はＱ係であシ、また
Ｂ、Ｃと電池ケースのクロムの含有率が多くなる程、組
立直後の電圧不良率が多くなっているのがわかる。この
ことは、前述したように、ケースの一部が剥離し、その
金属片により外部ショートしたためである。
Ａ’の電池は組立直後の電圧不良率はＱ係であシ、また
Ｂ、Ｃと電池ケースのクロムの含有率が多くなる程、組
立直後の電圧不良率が多くなっているのがわかる。この
ことは、前述したように、ケースの一部が剥離し、その
金属片により外部ショートしたためである。
次に、これらの電池の保存特性を比較するために、６０
℃と８５℃との２０日、６０日、１００日後の各電池の
内部インピーダンス及び２０’Ｃ雰囲気中で１５にΩの
定抵抗放電を行い放電容量を求めた。その結果を第２図
〜第５図に示す。各データは各電池Ｎ＝２０個の平均値
である。
℃と８５℃との２０日、６０日、１００日後の各電池の
内部インピーダンス及び２０’Ｃ雰囲気中で１５にΩの
定抵抗放電を行い放電容量を求めた。その結果を第２図
〜第５図に示す。各データは各電池Ｎ＝２０個の平均値
である。
第２図と第３図において、６０℃保存後の電池特性は、
Ａ、Ａ’、Ｂに差は見られないが、Ｃについては内部イ
ンピーダンスの大きな上昇と放電容量の劣下が見られる
。第４図と第５図において、８５℃保存後の電池特性は
、Ｃについては、内部インピーダンスの異常な上昇と放
電容量の劣下が見られる。次にＡ、Ａ’、Ｂとを比較す
ると、８５℃保存日数が多くなるにつれて、Ａ’、Ｂは
、Ａよシ少しずつ内部インピーダンスの上昇が大きくな
シ、放電容量劣下が少しずつ大きくなっているのがわか
る。
Ａ、Ａ’、Ｂに差は見られないが、Ｃについては内部イ
ンピーダンスの大きな上昇と放電容量の劣下が見られる
。第４図と第５図において、８５℃保存後の電池特性は
、Ｃについては、内部インピーダンスの異常な上昇と放
電容量の劣下が見られる。次にＡ、Ａ’、Ｂとを比較す
ると、８５℃保存日数が多くなるにつれて、Ａ’、Ｂは
、Ａよシ少しずつ内部インピーダンスの上昇が大きくな
シ、放電容量劣下が少しずつ大きくなっているのがわか
る。
以上の結果より、電池ケースにモリブデンを含まないも
のは、電池保存特性が異常に悪くなる。
のは、電池保存特性が異常に悪くなる。
また、Ａ 、 Ａ’の電池ケースのクロム量が低くても
、モリブデン量が従来品Ｂと同じであれば、同程度の電
池保存特性を示す。またＡのように、電池ケースと正極
集電体との材料が、同種金属材料を使用することによっ
て、８５℃の高温保存においても、Ａ′のように電池ケ
ースと正極集電体との材料が異種金属材料を使用するも
のより、内部インピーダンスの上昇を抑制することがで
き、また放電容量の劣下も小さく良好な電池が得られる
。
、モリブデン量が従来品Ｂと同じであれば、同程度の電
池保存特性を示す。またＡのように、電池ケースと正極
集電体との材料が、同種金属材料を使用することによっ
て、８５℃の高温保存においても、Ａ′のように電池ケ
ースと正極集電体との材料が異種金属材料を使用するも
のより、内部インピーダンスの上昇を抑制することがで
き、また放電容量の劣下も小さく良好な電池が得られる
。
また第６図にモリブデン及びクロムの含有量が異なる鋼
を前述の電解液中において、リチウムに対して５ｖの電
位を印加し、７０℃１力月保存した場合の腐食度につい
て示す。第６図ではモリブデン量を０〜１．５重量係で
示したが、モリブデンの好ましい添加量はその他の検討
から１〜３重量係であった。
を前述の電解液中において、リチウムに対して５ｖの電
位を印加し、７０℃１力月保存した場合の腐食度につい
て示す。第６図ではモリブデン量を０〜１．５重量係で
示したが、モリブデンの好ましい添加量はその他の検討
から１〜３重量係であった。
なお、この試験に用いた鋼は市場から得られるステンレ
ス鋼あるいは試作的に作られた鋼を用いたものでクロム
、モリブデン以外の不純物、例えばマンガン、炭素、ニ
ッケル、シリコンその他の不純物の量は同じではなく、
わずかずつ異なっているものである。
ス鋼あるいは試作的に作られた鋼を用いたものでクロム
、モリブデン以外の不純物、例えばマンガン、炭素、ニ
ッケル、シリコンその他の不純物の量は同じではなく、
わずかずつ異なっているものである。
発明の効果
以上の説明から明らかなように、電池ケースにモリブデ
ンを１〜３重量係含有し、かつクロムを１５〜２０重量
係含有した鋼を用い、正極集電体にその電池ケースと同
種金属材料を用いることによシ、高温保存において電池
の内部インピーダンスの上昇を従来の電池より抑制する
ことができ、まだケースの加工性が改善できるために電
圧不良をなくすことができるという効果が得られた。
ンを１〜３重量係含有し、かつクロムを１５〜２０重量
係含有した鋼を用い、正極集電体にその電池ケースと同
種金属材料を用いることによシ、高温保存において電池
の内部インピーダンスの上昇を従来の電池より抑制する
ことができ、まだケースの加工性が改善できるために電
圧不良をなくすことができるという効果が得られた。
第１図は本発明の実施例における電池の縦断面図、第２
図〜第６図は本発明における電池の試験結果を示す図で
ある。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、３・・
・・・・負極、４・・・・・正極集電体、５・・・・・
・正極合剤ペレット、６・・・・・・セパレータ、７・
・・・・絶縁バッキング。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名綜 臀卒東 派 父殺拝Ｗ１
図〜第６図は本発明における電池の試験結果を示す図で
ある。 １・・・・・・ケース、２・・・・・・封口板、３・・
・・・・負極、４・・・・・正極集電体、５・・・・・
・正極合剤ペレット、６・・・・・・セパレータ、７・
・・・・絶縁バッキング。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか１名綜 臀卒東 派 父殺拝Ｗ１
Claims (1)
- （１）負極活物質にアルカリ金属、正極活物質に金属の
酸化物あるいは炭素のフッ化物を用い、電解液に有機溶
媒を用いる電池であって、正極に接する正極集電体材料
および電池ケース材料として、モリブデンを１〜３重量
％、クロムを１５〜２０重量％含む鋼を用いたことを特
徴とする有機電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1078831A JPH02256164A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1078831A JPH02256164A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 有機電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02256164A true JPH02256164A (ja) | 1990-10-16 |
Family
ID=13672777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1078831A Pending JPH02256164A (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 有機電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02256164A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006012696A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液一次電池 |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP1078831A patent/JPH02256164A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006012696A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解液一次電池 |
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