JPH03156853A - 無機非水電解液電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、オキシハロゲン化物を電解液の溶媒および正
極活物質とし、アルカリ金属を負極活物質とする無機非
水電解液電池に関するものである。

従来の技術 塩化チオニルなどオキシハロゲン化物を電解液の溶媒お
よび正極活物質とし、アルカリ金属を負極活物質とする
無機非水電解液電池は、他の非水電解液電池に比べてエ
ネルギー密度が高く、かつ低温特性が優れていることか
ら最近注目を集めている。

以下に従来の無機非水電解液電池について説明する。第
１図は代表的な無機非水電解液電池の断面図である。第
１図において、１はリチウムからなる負極、２はガラス
繊維製不織布からなるセパレータであり、３は人造黒鉛
やカーボンブラックなどの炭素からなる正極多孔体であ
る。４はニッケルからなる正極集電体であり、６けステ
ンレス鋼製の負極集電体をかねた電池容器である。６は
ステンレス鋼から々る封口板で、この封口板６の外周は
電池容器６の開山部と溶接される。封口板６の内周側に
はガラスシー）Ｖ７が形成され、前記ガラスシー／Ｌ／
７に予め溶着されている金属管９から電解液を注入した
後、正極集電体４？挿入し、正極集電体４と金属管９と
？溶接して電池内部が密閉されている。この電池の電解
液としては、たとえば塩化チオニルにＬＬＡ１０１４２
１ｓｍｏｌ／７の割合で溶解させたものが用いられ、上
記塩化チオニ／Ｖは同時に正極活物質としての作用を果
たすものである。１０はセパレータと同質の材料で構成
された隔離紙、８は空隙部である。

発明が解決しようとする課題 上記の構成におけるガラス繊維製不織布からなるセパレ
ータはガラス繊維のみでは機械的強度に欠けるため、バ
インダーとしてたとえば耐電解液性のあるアクリル系樹
脂を用いることが開示されている（特開昭６１−１６４
６５号公報）。

これらの樹脂バインダーはガラス繊維同士の隙間を埋め
るように存在し、確かにガラス繊維製不織布の機械的強
度を高めるのに役立ってはいるが、このような存在のし
かたでけこゎさ（剛度）にはあまり影響を与えない。電
池の製造工程？考えると、筒状のセパレータ２の中に正
極多孔体３？挿入する際にある程度セパレータにこわさ
がないと正極多孔体にセパレータが引きずられしわがよ
り、さらにけ破れる可能性が高かった。

このように従来の電池ではガラス繊維にバインダーとし
て無定形の樹脂を用いた不織布をセパレータとして用い
ているため、こわさが充分ではなく電池の製造工程上取
り扱いにくい面があったり、しわがより、破れＫよる内
部短絡が生じていた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、前記電池の
内部短絡による製造工程不良を減少させることを目的と
する。

課題を解決するための手段 この目的を達成するために、本発明の無機非水電解液電
池は、バインダーとして少なくとも繊維状樹脂？含んだ
セパレータおよび隔離紙またはそのいずれかを用いるも
のである。

上記セパレータや隔離紙のバインダーである繊維状樹脂
の繊維径が小さすぎると、セパレータや隔離紙に充分な
こわさを与えられず、逆に大きすぎるとセパレータにし
なやかさがなくなり筒状に巻きにぐくなる。したがって
繊維状樹脂の繊維径には最適な範囲がある。すなわち、
１０〜１００μｍであることが好ましい。

作用 このようなセパレータや隔離紙を用いることによって、
前記電池の内部短絡による製造工程不良？減少させるこ
とができる。

実施例 以下本発明の実施例について説明する。

基本的な電池の構成は第１図に示したものと同じである
。具体的に単３サイズ（高さ５０．５ｆｆｆｆ。

直径１４．５ｍ）で説明する。厚さ０．８ｆｆｆｆ、高
さ３７ｆｆ、幅３７ｆｆのリチウムからなる負極１が電
池容器５の内側に圧着されている。正極多孔体３けポリ
テトラフロロエチレンをバインダーとしたアセチレンブ
ラックの成形体からなる。バインダー量は成形体総量の
１０重量％、空孔率は約８０％である。多孔体の多形寸
法は高さ３０ｍ肩、直径ＩＱＪｆｆである。ステンレス
鋼からなる電池容器５の開口部にガラスシー／し７ケ介
してステンレス鋼からなる金属管９と封口板６が配置さ
れている。

電池容器５の開口部と封口板６の外周部はレーザー光照
射にて溶接されている。電解液兼正極活物質となるＬｉ
ＡｌＣｌ４を１．ｓｍｏｌ／ｄ含む塩化チオニルは金属
管９から注入される。その液量ば４ＣＣである。正極集
電体４が正極集電体兼栓体となる。

金属管９０頭部と正極集電体４の頭部はレーザー光照射
にて溶接されている。正極多孔体３の外側に配したセパ
レータ２および隔離紙１０はポリエステルとアクリル系
樹脂？バインダーとしたガラス繊維製不織布からなり、
実施例では１５〜６゜μｍの繊維径をもつバインダーを
含んでいる。

なお比較例１として無定形のバインダーのみを含むセパ
レータと隔離紙を用いた電池、比較例２として１１０〜
１５０μｍの繊維径をもつバインダーを含むセパレータ
と隔離紙を用いた電池を同時に構成した。

第２図、第３図にはそれぞれ実施例に用いたセパレータ
、および比較例１に用いたセパレータの繊維の形状？示
す走査形Ｔ＋顕微鏡写真（倍率５００倍）を示す。

以上のような構成の実施例および比較例１．２に基づく
電池を各５０個作製し、開路電圧の測定により内部短絡
発生率を調べた。その結果内部短絡発生率は以下のよう
になった。

内部短絡発生率（％） 実施例　　　　０　　　比較例１　　３０比較例２６ 比較例１ではセパレータの中だ正極多孔体を挿入する際
に正極多孔体にセパレータが引きずられしわがよって破
れたり、隔離紙の挿入の際に隔離紙にしわがよって位置
ずれを生じたために、微少短絡を起こした。一方比較例
２ではセパレータにしなやかさが足りないために巻きに
〈＜、巻ずれにより微少短絡を起こしたものと考えられ
る。さらにまた比較例２では電池構成時にセパレータが
円筒状になりにくくむしろ多角形筒状になり正極多孔体
の挿入ができないものが多くあった。

以上のようにバインダーとして繊維径が１０〜１００μ
ｍである繊維状樹脂を含むガラス繊維製不織布をセパレ
ータおよび隔離紙またはそのいずれかを用いることによ
り、内部短絡発生がなく、構成が容易な電池が得られた
。

なお、木実施例ではオキシハロゲン化物として塩化チオ
ニ）Ｖを示したが塩化ホスホリル、塩化スルフリルでも
よい。アルカリ金属はリチウムとしたが、これはナトリ
ウム、カルシウムであってもよい。

発明の効果 このように本発明はオキシハロゲン化物を電解液の溶媒
および正極活物質とし、アルカリ金属を負極活物質とす
る無機電解質電池において、バインダーとして繊維径が
１０〜１００μｍである繊維状樹脂を含むガラス繊維製
不織布をセパレータおよび隔離紙またはそのいずれかに
用いることにより、内部短絡の発生がなく、構成が容易
な無機非水電解液電池を得ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は無機非水電解液電池の代表的構造を示す断面図
、第２図は実施例に用いたセパレータの繊維形状を示す
走査形電子顕微鏡写真、第３図は比較例１に用いたセパ
レータの繊維形状を示す走査形電子＠微鏡写真である。 １・・・・・・負極、２・・・・・・セパレータ、３・
・・・・・正極多孔体、４・・・・・・正極集電体、５
・・・・・・電池容器、６・・・・・・封口板、１ｏ・
・・・・・隔離紙、１１・・・・・・遊離塩化チオニル
電解液。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）オキシハロゲン化物を電解液の溶媒および正極活
   物質、アルカリ金属を負極活物質、正極の外側に配した
   セパレータおよび隔離紙をガラス繊維製不織布でそれぞ
   れ構成した無端非水電解質電池において、セパレータお
   よび隔離紙またはそのいずれかのバインダーとして少な
   くとも繊維状樹脂を含んだことを特徴とする無機非水電
   解液電池。
2. （２）前記セパレータおよび隔離紙またはそのいずれか
   のバインダーである繊維状樹脂の繊維径が１０〜１００
   μｍである特許請求の範囲第１項に記載の無機非水電解
   液電池。