JPH0261962A - リチウム系熱電池 - Google Patents
リチウム系熱電池Info
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- JPH0261962A JPH0261962A JP63212812A JP21281288A JPH0261962A JP H0261962 A JPH0261962 A JP H0261962A JP 63212812 A JP63212812 A JP 63212812A JP 21281288 A JP21281288 A JP 21281288A JP H0261962 A JPH0261962 A JP H0261962A
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- Japan
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- electrolyte
- battery
- heat battery
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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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/36—Deferred-action cells containing electrolyte and made operational by physical means, e.g. thermal cells
-
- 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
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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
本発明はリチウム系熱電池に関するものである。
従来の技術
リチウム系熱電池は、負極活物として金属リチウム又は
リチウム合金を用い、正極活物質として二硫化鉄又は硫
化鉄を用いた溶融塩型の高温−次電池である。電解液は
、ＨｇＯ粉末と混合され極間に電解液層を構成している
。従来の熱電池は電解液として塩化カリウムと塩化リチ
ウムとの混合物を用い、電解液層に含まれる電解液の含
有率が後述の理由により８０ｗｔ％程度であった。
リチウム合金を用い、正極活物質として二硫化鉄又は硫
化鉄を用いた溶融塩型の高温−次電池である。電解液は
、ＨｇＯ粉末と混合され極間に電解液層を構成している
。従来の熱電池は電解液として塩化カリウムと塩化リチ
ウムとの混合物を用い、電解液層に含まれる電解液の含
有率が後述の理由により８０ｗｔ％程度であった。
発明が解決しようとする課題
リチウム系ｆｉ′＠池は、電解液をＫｇＱ粉末と混合し
て極間に固定保持しているため、電解液に電極を浸漬し
たような他の電池に比べ活物質当りの電解液量がきわめ
て少ない、一般に電解液量を少なくすると、電池の放電
電圧や活物質利用率が低下し、電池特性が低下する。こ
のため電解液量は多いほどよい。
て極間に固定保持しているため、電解液に電極を浸漬し
たような他の電池に比べ活物質当りの電解液量がきわめ
て少ない、一般に電解液量を少なくすると、電池の放電
電圧や活物質利用率が低下し、電池特性が低下する。こ
のため電解液量は多いほどよい。
しかし熱電池の場合、単セルを数十枚積層して完備電池
を構成しているため、電解液を増加し過ぎて電解液層が
軟弱になり過ぎると、単セルの正極板と負極板とが接触
したり、電解液が極間からあふれて積層セルの共通電解
液になる等の問題があった。
を構成しているため、電解液を増加し過ぎて電解液層が
軟弱になり過ぎると、単セルの正極板と負極板とが接触
したり、電解液が極間からあふれて積層セルの共通電解
液になる等の問題があった。
そこで従来は、電解液量を電池特性に悪影響の無い範囲
で、できるだけ少なくするものとし、電解液層において
電解液がＥｌＯｗｔ％、 ）４ｇＯが４０ｗｔ％という
組成を用いてきた。従来この組成で実用上関題がなかっ
たため、電解液の量を増減させる検討は詳しく行われて
いなかった。
で、できるだけ少なくするものとし、電解液層において
電解液がＥｌＯｗｔ％、 ）４ｇＯが４０ｗｔ％という
組成を用いてきた。従来この組成で実用上関題がなかっ
たため、電解液の量を増減させる検討は詳しく行われて
いなかった。
発明者は熱電池の放を電流密度をさらに増加して電池エ
ネルギー密度を増加させる研究を行った結果、従来の電
解液層の組成では超高率放電で電池特性が著しく低下す
ることを見い出した。すなわち従来の組成は、従来の熱
電池の一般的な放電電流密度である０、３ Ａ／−程度
では問題を生じないが、Ｉ Ａ／−以上の超高率放電を
行うと電解液不足の症状を呈し、電池電圧および活物質
利用率が急激に低下することがわかった。
ネルギー密度を増加させる研究を行った結果、従来の電
解液層の組成では超高率放電で電池特性が著しく低下す
ることを見い出した。すなわち従来の組成は、従来の熱
電池の一般的な放電電流密度である０、３ Ａ／−程度
では問題を生じないが、Ｉ Ａ／−以上の超高率放電を
行うと電解液不足の症状を呈し、電池電圧および活物質
利用率が急激に低下することがわかった。
課題を解決するための手段
本発明は、弗化リチウムと塩化リチウムと臭化リチウム
との混合物からなる電解液に酸化マグネシウムを混合し
てなる電解液層を用いたリチウム系熱電池であって、外
電解液層中の電解液の含有率が６０ｗｔ％を越えており
８５ｗｔ％未溝であることを特徴とする。
との混合物からなる電解液に酸化マグネシウムを混合し
てなる電解液層を用いたリチウム系熱電池であって、外
電解液層中の電解液の含有率が６０ｗｔ％を越えており
８５ｗｔ％未溝であることを特徴とする。
作用
電解液層の電解液含有率を増加させ、電池特性を向上さ
せる検討を以下の単セル試験により行った。単セル試験
とは、正極板と負極板が各１枚づつからなる単セルを所
定温度に加熱した銅ブロックに挾んでアルゴン雰囲気中
で放電し、電解液量が電池特性におよぼす影響と電解液
層の強度について検討する試験である。このとき電解液
組成は、従来の塩化カリウムと塩化リチウムとの混合物
に代えて、弗化リチウムと塩化リチウムと臭化リチウム
との混合物を用いるものとしな。
せる検討を以下の単セル試験により行った。単セル試験
とは、正極板と負極板が各１枚づつからなる単セルを所
定温度に加熱した銅ブロックに挾んでアルゴン雰囲気中
で放電し、電解液量が電池特性におよぼす影響と電解液
層の強度について検討する試験である。このとき電解液
組成は、従来の塩化カリウムと塩化リチウムとの混合物
に代えて、弗化リチウムと塩化リチウムと臭化リチウム
との混合物を用いるものとしな。
この結果を第１図に示す、同図から明らかなように電解
液の含有率が増加するほど電池の放電電圧が向上し、活
物質利用率も向上した。ただし電解液の含有率を８５ｗ
ｔ％以上にすると電解液層がきわめて軟弱になるため、
完備電池では前述のような問題が生じるおそれがある。
液の含有率が増加するほど電池の放電電圧が向上し、活
物質利用率も向上した。ただし電解液の含有率を８５ｗ
ｔ％以上にすると電解液層がきわめて軟弱になるため、
完備電池では前述のような問題が生じるおそれがある。
超高率放電において電解液層中の電解液を増加させると
電池特性が向上する原因は、以下のように考えられる。
電池特性が向上する原因は、以下のように考えられる。
従来の熱電池は、放電とともに内部抵抗が著しく増大す
るが、これは電極内部に溶融限界を越えた放電生成物や
電解液成分が固層析出するためである。このとき電解液
量を増加させると、溶解量が増加するため前記物質の析
出が遅れ電極の内部抵抗の増加が少なくなる。さらに弗
化リチウムと塩化リチウムと臭化リチウムとの混合物と
いう新しい電解液では、従来の電解液と異なり電解液成
分の極板中での固層析出現象が生じないため電解液量を
増加すると放電特性が向上するのは、放電生成物の析出
が遅れるためであると考えられる。
るが、これは電極内部に溶融限界を越えた放電生成物や
電解液成分が固層析出するためである。このとき電解液
量を増加させると、溶解量が増加するため前記物質の析
出が遅れ電極の内部抵抗の増加が少なくなる。さらに弗
化リチウムと塩化リチウムと臭化リチウムとの混合物と
いう新しい電解液では、従来の電解液と異なり電解液成
分の極板中での固層析出現象が生じないため電解液量を
増加すると放電特性が向上するのは、放電生成物の析出
が遅れるためであると考えられる。
実施例
以下好適な実施例を用いて発明を説明する。
正極板として二硫化鉄を用い、電解液として弗化リチウ
ムと塩化リチウムと臭化リチウムとの混合物を用い、負
極板としてリチウムアルミニウム合金を用いた単セルを
発熱剤を介して２０セル積層して電池ケースに収納して
なるリチウム系熱電池において、電解液層の電解液含有
率を、７５ｗｔ％とじた本発明の熱電池Ａを製作した０
次にａｔ電池と基本的に同一の構成を有し、電解液の含
有率が６０ｗｔ％及びａｓｗｔ％の熱電池を製作した。
ムと塩化リチウムと臭化リチウムとの混合物を用い、負
極板としてリチウムアルミニウム合金を用いた単セルを
発熱剤を介して２０セル積層して電池ケースに収納して
なるリチウム系熱電池において、電解液層の電解液含有
率を、７５ｗｔ％とじた本発明の熱電池Ａを製作した０
次にａｔ電池と基本的に同一の構成を有し、電解液の含
有率が６０ｗｔ％及びａｓｗｔ％の熱電池を製作した。
これらを比較のための熱電池Ｂ及びＣとする。
これらの電池を一４０℃で１＾／−の放電電流密度で放
電した。その結果を第２図に示す、同図より本発明の熱
電池Ａは、比較のための熱電池Ｂ、Ｃに比し放電電圧が
高く、容量が多い等優れた特性を有していることがわか
る。熱電池Ｂは、電解液量が少なすぎるため、放電生成
物の析出によって内部抵抗が著しく増加し、電池電圧及
び活物質利用率が低下したものである。また熱電池Ｃは
、電解液量が多すぎて電解液層から電解液があふれだし
共通電解液となったために電池内に短絡電流が流れ電池
電圧が急激に低下したものである。
電した。その結果を第２図に示す、同図より本発明の熱
電池Ａは、比較のための熱電池Ｂ、Ｃに比し放電電圧が
高く、容量が多い等優れた特性を有していることがわか
る。熱電池Ｂは、電解液量が少なすぎるため、放電生成
物の析出によって内部抵抗が著しく増加し、電池電圧及
び活物質利用率が低下したものである。また熱電池Ｃは
、電解液量が多すぎて電解液層から電解液があふれだし
共通電解液となったために電池内に短絡電流が流れ電池
電圧が急激に低下したものである。
発明の効果
以上述べたように、本発明によりリチウム系熱電池の超
高率放電性能を著しく改良することができ、これによっ
て熱電池のエネルギー密度を向上させることが可能とな
る。
高率放電性能を著しく改良することができ、これによっ
て熱電池のエネルギー密度を向上させることが可能とな
る。
第１図は電解液層の電解液含有率が単セル特性に及ぼす
影響を示した図、第２図は本発明による熱電池及び比較
のための熱電池の放電特性を示した図である。 ｃｅｌｌ Ｖａｌｔａｎｔ ／ ７
影響を示した図、第２図は本発明による熱電池及び比較
のための熱電池の放電特性を示した図である。 ｃｅｌｌ Ｖａｌｔａｎｔ ／ ７
Claims (1)
- １、弗化リチウムと塩化リチウムと臭化リチウムとの混
合物からなる電解液に酸化マグネシウムを混合してなる
電解液層を用いたリチウム系熱電池であって、該電解液
層における電解液の含有率が６０ｗｔ％を越えており８
５ｗｔ％未満であることを特徴とするリチウム系熱電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63212812A JP2643344B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | リチウム系熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63212812A JP2643344B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | リチウム系熱電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0261962A true JPH0261962A (ja) | 1990-03-01 |
| JP2643344B2 JP2643344B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=16628773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63212812A Expired - Lifetime JP2643344B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | リチウム系熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2643344B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009009933A (ja) * | 2007-05-25 | 2009-01-15 | Panasonic Corp | 溶融塩及び熱電池 |
| JP2010015890A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Panasonic Corp | 溶融塩及び熱電池 |
| WO2010117954A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| US8221912B2 (en) | 2007-05-25 | 2012-07-17 | Panasonic Corporation | Molten salt and thermal battery |
| US8440342B2 (en) | 2009-04-06 | 2013-05-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery cathode materials and batteries including same |
| US8623553B2 (en) | 2009-03-18 | 2014-01-07 | Eaglepicher Technologies, Llc | Non-aqueous electrochemical cell having a mixture of at least three cathode materials therein |
| US8652674B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-02-18 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery cathode materials containing nickel disulfide and batteries including same |
| US8663825B2 (en) | 2009-03-05 | 2014-03-04 | Eaglepicher Technologies, Llc | End of life indication system and method for non-aqueous cell having amorphous or semi-crystalline copper manganese oxide cathode material |
| US8669007B2 (en) | 2008-11-07 | 2014-03-11 | Eaglepicher Technologies, LLC. | Non-aqueous cell having amorphous or semi-crystalline copper manganese oxide cathode material |
| RU2768250C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-03-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Электролит для химического источника тока |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP63212812A patent/JP2643344B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8450005B2 (en) | 2007-05-25 | 2013-05-28 | Panasonic Corporation | Molten salt and thermal battery |
| US8697271B2 (en) | 2007-05-25 | 2014-04-15 | Panasonic Corporation | Molten salt and thermal battery |
| JP2013239449A (ja) * | 2007-05-25 | 2013-11-28 | Panasonic Corp | 溶融塩及び熱電池 |
| US8221912B2 (en) | 2007-05-25 | 2012-07-17 | Panasonic Corporation | Molten salt and thermal battery |
| JP2009009933A (ja) * | 2007-05-25 | 2009-01-15 | Panasonic Corp | 溶融塩及び熱電池 |
| JP2010015890A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-01-21 | Panasonic Corp | 溶融塩及び熱電池 |
| US8669007B2 (en) | 2008-11-07 | 2014-03-11 | Eaglepicher Technologies, LLC. | Non-aqueous cell having amorphous or semi-crystalline copper manganese oxide cathode material |
| US8663825B2 (en) | 2009-03-05 | 2014-03-04 | Eaglepicher Technologies, Llc | End of life indication system and method for non-aqueous cell having amorphous or semi-crystalline copper manganese oxide cathode material |
| US8623553B2 (en) | 2009-03-18 | 2014-01-07 | Eaglepicher Technologies, Llc | Non-aqueous electrochemical cell having a mixture of at least three cathode materials therein |
| US8440342B2 (en) | 2009-04-06 | 2013-05-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery cathode materials and batteries including same |
| US8394520B2 (en) | 2009-04-06 | 2013-03-12 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte materials, electrode-electrolyte composites, and batteries including same |
| WO2010117954A1 (en) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery electrolyte compositions, electrode-electrolyte composites, and batteries including the same |
| US8652674B2 (en) | 2010-06-24 | 2014-02-18 | Eaglepicher Technologies, Llc | Thermal battery cathode materials containing nickel disulfide and batteries including same |
| RU2768250C1 (ru) * | 2021-06-30 | 2022-03-23 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" | Электролит для химического источника тока |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2643344B2 (ja) | 1997-08-20 |
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