JPH0244105B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0244105B2 JPH0244105B2 JP58004538A JP453883A JPH0244105B2 JP H0244105 B2 JPH0244105 B2 JP H0244105B2 JP 58004538 A JP58004538 A JP 58004538A JP 453883 A JP453883 A JP 453883A JP H0244105 B2 JPH0244105 B2 JP H0244105B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- battery
- negative electrode
- porous carbon
- metal
- 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 - Lifetime
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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
- H01M6/14—Cells 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)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は非水溶媒電池に関し、特に正極材料を
改良した非水溶媒電池に係る。
改良した非水溶媒電池に係る。
負極活物質としてリチウム、ナトリウムを用い
た非水溶媒電池はエネルギー密度が大きく、貯蔵
特性に優れ、しかも作動温度範囲が広いという特
長をもち、電卓、時計、メモリのバツクアツプ電
源として多用されている。かかる電池は負極、電
解液、正極から構成されており、一般に負極とし
てリチウムやナトリウムなどのアルカリ金属を、
電解液としてプロピレンカーボネート、γ−ブチ
ロラクトン、ジメトキシエタンなどの非水溶媒中
に過塩素酸リチウム、ホウフツ化リチウムなどの
電解質を溶解してなる溶液を、正極として二酸化
マンガン、フツ化黒鉛等を、夫々用いている。
た非水溶媒電池はエネルギー密度が大きく、貯蔵
特性に優れ、しかも作動温度範囲が広いという特
長をもち、電卓、時計、メモリのバツクアツプ電
源として多用されている。かかる電池は負極、電
解液、正極から構成されており、一般に負極とし
てリチウムやナトリウムなどのアルカリ金属を、
電解液としてプロピレンカーボネート、γ−ブチ
ロラクトン、ジメトキシエタンなどの非水溶媒中
に過塩素酸リチウム、ホウフツ化リチウムなどの
電解質を溶解してなる溶液を、正極として二酸化
マンガン、フツ化黒鉛等を、夫々用いている。
上述した電池の中でも負極にリチウムを用い、
塩化チオニル（SOCl2）を主正極活物質とした、
いわゆるリチウム塩化チオニル系電池は、特にエ
ネルギー密度が大きいため注目されている。こう
した電池は多孔質炭素体及び金属集電体からなる
正極を有し、一般に塩化リチウム（LiCl）及び塩
化アルミニウム（AlCl3）を溶解した塩化チオニ
ル（SOCl2）を電解液として用いている。したが
つて、SOCl2は正極活物質と電解液との双方を兼
用している。
塩化チオニル（SOCl2）を主正極活物質とした、
いわゆるリチウム塩化チオニル系電池は、特にエ
ネルギー密度が大きいため注目されている。こう
した電池は多孔質炭素体及び金属集電体からなる
正極を有し、一般に塩化リチウム（LiCl）及び塩
化アルミニウム（AlCl3）を溶解した塩化チオニ
ル（SOCl2）を電解液として用いている。したが
つて、SOCl2は正極活物質と電解液との双方を兼
用している。
ところで、SOCl2を正極活物質とする電池にお
いて、負極反応は負極金属が金属イオンとして電
解液中に溶解する反応であり、一方正極反応はそ
の正極の一構成材である多孔質炭素体上で起こ
り、反応生成物が該多孔質炭素体表面に生成する
反応である。しかしながら、アセチレンブラツク
をポリテトラフルオロエチレン等のポリマー結着
剤と共に混合し、所定形状に成形した後、乾燥し
て得た多孔質炭素体からなる正極を有する従来の
電池では、前記反応生成物が該多孔質炭素体上に
作られると、電極反応が著しく阻害され、放電容
量が低下する。しかも、前記電池では、大電流放
電では、低電流放電に比べて放電効率が著しく低
下するという欠点があつた。
いて、負極反応は負極金属が金属イオンとして電
解液中に溶解する反応であり、一方正極反応はそ
の正極の一構成材である多孔質炭素体上で起こ
り、反応生成物が該多孔質炭素体表面に生成する
反応である。しかしながら、アセチレンブラツク
をポリテトラフルオロエチレン等のポリマー結着
剤と共に混合し、所定形状に成形した後、乾燥し
て得た多孔質炭素体からなる正極を有する従来の
電池では、前記反応生成物が該多孔質炭素体上に
作られると、電極反応が著しく阻害され、放電容
量が低下する。しかも、前記電池では、大電流放
電では、低電流放電に比べて放電効率が著しく低
下するという欠点があつた。
本発明は放電容量及び大電流放電時での放電効
率の優れた非水溶媒電池を提供しようとするもの
である。
率の優れた非水溶媒電池を提供しようとするもの
である。
本発明者らは多種の炭素材の中で、鎖状をなす
粒子の周面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカ
ーボンブラツクは極めて高い導電性、比表面積を
有することに着目し、このカーボンブラツクを主
成分とする多孔質炭素体及び金属集電体からなる
正極を用いることによつて、極めて放電特性の優
れた非水溶媒電池を見い出したものである。
粒子の周面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカ
ーボンブラツクは極めて高い導電性、比表面積を
有することに着目し、このカーボンブラツクを主
成分とする多孔質炭素体及び金属集電体からなる
正極を用いることによつて、極めて放電特性の優
れた非水溶媒電池を見い出したものである。
上記正極は例えば以下に示す方法により造られ
る。上記特性のカーボンブラツクにポリテトラフ
ルオロエチレン等のポリマー結着材を添加混合
し、更にエチルアルコール等の有機溶剤を添加し
て充分に撹拌、混練した後、この混練物を金網、
パンチメタル、エキスパンドメタル等の金属集電
体に圧着し、乾燥することにより正極を造る。
る。上記特性のカーボンブラツクにポリテトラフ
ルオロエチレン等のポリマー結着材を添加混合
し、更にエチルアルコール等の有機溶剤を添加し
て充分に撹拌、混練した後、この混練物を金網、
パンチメタル、エキスパンドメタル等の金属集電
体に圧着し、乾燥することにより正極を造る。
次に、本発明をリチウム塩化チオニル電池に適
用した例について図面を参照して説明する。
用した例について図面を参照して説明する。
図中の１は負極端子を兼ねる上面が開口された
例えばステンレス製の缶体であり、この缶体１の
内面には金属リチウムからなる筒状の負極２が圧
着されている。この負極２の内側の缶体内には正
極３が該負極２内面に配置されたガラス繊維の不
織布からなるセパレータ４を介して設けられてい
る。なお、正極３と缶体１底面との間には絶縁紙
５が介装されている。前記正極３は鎖状をなす粒
子周面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカーボ
ンブラツク（ライオンアグゾ社製商品名；ケツチ
エンブラツク）90重量％とポリテトラフルオロエ
チレン10重量％を混合し、更にエタノールを添加
して混練した後、この混練物をステンレス製網体
からなる金属集電体６と共に該集電体６が内周面
に配置されるように円筒状に成形し、150℃の真
空下で乾燥して同金属集電体６の外周に圧着した
円筒状の多孔質炭素体７を形成することにより造
られる。
例えばステンレス製の缶体であり、この缶体１の
内面には金属リチウムからなる筒状の負極２が圧
着されている。この負極２の内側の缶体内には正
極３が該負極２内面に配置されたガラス繊維の不
織布からなるセパレータ４を介して設けられてい
る。なお、正極３と缶体１底面との間には絶縁紙
５が介装されている。前記正極３は鎖状をなす粒
子周面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカーボ
ンブラツク（ライオンアグゾ社製商品名；ケツチ
エンブラツク）90重量％とポリテトラフルオロエ
チレン10重量％を混合し、更にエタノールを添加
して混練した後、この混練物をステンレス製網体
からなる金属集電体６と共に該集電体６が内周面
に配置されるように円筒状に成形し、150℃の真
空下で乾燥して同金属集電体６の外周に圧着した
円筒状の多孔質炭素体７を形成することにより造
られる。
また、前記正極３上方の缶体１内には前記セパ
レータ４に支持された絶縁紙８が配設されてい
る。前記缶体１の上面開口部にはメタルトツプ９
がレーザ溶接等により封着されている。このメタ
ルトツプ９の中心には穴１０が開孔されている。
前記缶体１内にはLiAlCl4を溶解した1.8mol濃度
の塩化チオニル（SOCl2）溶液からなる電解液が
前記穴１０を通して注入、収容されている。ま
た、前記メタルトツプ９の穴１０には正極端子１
１がメタル−ガラスシール材１２により電気的に
絶縁され、固定されている。この正極端子１１は
その下端に取付けたリード線１３を介して前記正
極３の金属集電体６に接続されている。
レータ４に支持された絶縁紙８が配設されてい
る。前記缶体１の上面開口部にはメタルトツプ９
がレーザ溶接等により封着されている。このメタ
ルトツプ９の中心には穴１０が開孔されている。
前記缶体１内にはLiAlCl4を溶解した1.8mol濃度
の塩化チオニル（SOCl2）溶液からなる電解液が
前記穴１０を通して注入、収容されている。ま
た、前記メタルトツプ９の穴１０には正極端子１
１がメタル−ガラスシール材１２により電気的に
絶縁され、固定されている。この正極端子１１は
その下端に取付けたリード線１３を介して前記正
極３の金属集電体６に接続されている。
比較例
カーボンブラツクとして鎖状構造のアセチレン
ブラツクを用いた以外、前記実施例と同様にして
正極を作り、同構成のリチウム塩化チオニル電池
を組立てた。
ブラツクを用いた以外、前記実施例と同様にして
正極を作り、同構成のリチウム塩化チオニル電池
を組立てた。
しかして、本実施例及び比較例の電池について
常温、300Ωの負荷放電特性を調べたところ、第
２図に示す特性図を得た。なお、第２図中のＡは
本実施例の電池における放電特性曲線、Ｂは比較
例の電池の同曲線、である。この第２図から明ら
かな如く、本発明の電池（図中のＡ）は放電時間
が従来の電池（図中のＢ）に比べて著しく長く、
しかも放電電圧が高いことがわかる。このように
本発明の電池が優れた放電特性を有するのは、正
極の多孔質炭素体が鎖状をなす粒子周面に黒鉛結
晶薄層を形成した構造のカーボンブラツクを主成
分とするので、正極の導電性、反応表面積を著し
く向上できるからである。
常温、300Ωの負荷放電特性を調べたところ、第
２図に示す特性図を得た。なお、第２図中のＡは
本実施例の電池における放電特性曲線、Ｂは比較
例の電池の同曲線、である。この第２図から明ら
かな如く、本発明の電池（図中のＡ）は放電時間
が従来の電池（図中のＢ）に比べて著しく長く、
しかも放電電圧が高いことがわかる。このように
本発明の電池が優れた放電特性を有するのは、正
極の多孔質炭素体が鎖状をなす粒子周面に黒鉛結
晶薄層を形成した構造のカーボンブラツクを主成
分とするので、正極の導電性、反応表面積を著し
く向上できるからである。
なお、上記実施例では正極として円筒状のもの
を用いたが、これに限定されない。例えばカーボ
ンブラツクとポリマー結着材との混練物を金属集
電体に圧着して帯状物とし、これを巻回して乾燥
した巻渦状の正極を用いてもよい。
を用いたが、これに限定されない。例えばカーボ
ンブラツクとポリマー結着材との混練物を金属集
電体に圧着して帯状物とし、これを巻回して乾燥
した巻渦状の正極を用いてもよい。
以上詳述した如く、本発明によれば放電容量を
大巾に向上し、かつ放電効率の優れた非水溶媒電
池を提供できるものである。
大巾に向上し、かつ放電効率の優れた非水溶媒電
池を提供できるものである。
第１図は本発明の一実施例を示すリチウム塩化
チオニル電池の断面図、第２図は本発明の電池及
び従来の電池における放電時間と端子電圧との関
係を示す特性図である。 １……缶体、２……負極、３……正極、４……
セパレータ、６……金属集電体、７……多孔質炭
素体、９……メタルトツプ、１１……正極端子。
チオニル電池の断面図、第２図は本発明の電池及
び従来の電池における放電時間と端子電圧との関
係を示す特性図である。 １……缶体、２……負極、３……正極、４……
セパレータ、６……金属集電体、７……多孔質炭
素体、９……メタルトツプ、１１……正極端子。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 缶体内面に設けられたアルカリ金属からなる
筒状の負極と、この負極内側の缶体内にセパレー
タを介して配設され、多孔質炭素体及び金属集電
体からなる正極と、 前記缶体内に収容された塩化チオニルを主成分
とし、正極活物質を兼ねる電解液とを具備した非
水溶媒電池において、前記正極の多孔質炭素体と
して鎖状をなす粒子の周面に黒鉛結晶薄層が形成
された構造のカーボンブラツクを主成分とするも
のを用いたことを特徴とする非水溶媒電池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004538A JPS59128773A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 非水溶媒電池 |
| EP19840100066 EP0118657B1 (en) | 1983-01-14 | 1984-01-04 | Non-aqueous electrochemical cell |
| DE8484100066T DE3485349D1 (de) | 1983-01-14 | 1984-01-04 | Nichtwaessrige elektrochemische zelle. |
| CA000445273A CA1222542A (en) | 1983-01-14 | 1984-01-13 | Non-aqueous electrochemical cell |
| US07/129,902 US4767683A (en) | 1983-01-14 | 1987-12-07 | Non-aqueous electrochemical cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004538A JPS59128773A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 非水溶媒電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59128773A JPS59128773A (ja) | 1984-07-24 |
| JPH0244105B2 true JPH0244105B2 (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=11586816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58004538A Granted JPS59128773A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 非水溶媒電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59128773A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62249355A (ja) * | 1986-04-19 | 1987-10-30 | Hitachi Maxell Ltd | 無機非水電解液電池 |
| US4790969A (en) * | 1987-07-16 | 1988-12-13 | Eveready Battery Company | Dry molded cathode collector for liquid cathode systems |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP58004538A patent/JPS59128773A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59128773A (ja) | 1984-07-24 |
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