JPH03156854A - 無機非水電解液電池 - Google Patents
無機非水電解液電池Info
- Publication number
- JPH03156854A JPH03156854A JP1296526A JP29652689A JPH03156854A JP H03156854 A JPH03156854 A JP H03156854A JP 1296526 A JP1296526 A JP 1296526A JP 29652689 A JP29652689 A JP 29652689A JP H03156854 A JPH03156854 A JP H03156854A
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- Japan
- Prior art keywords
- separator
- positive electrode
- battery
- electrolyte battery
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- 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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-
- 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
- Cell Separators (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、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。
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／’％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。
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、５はステ
ンレス鋼製の負極集電体をかねた電池容器である。６は
ステンレス鋼からなる封口板で、この封口板６の外周は
電池容器５の開口部と溶接される。封目板６の内周側に
はガラスシール７が形成され、前記ガラスシール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を挿入し、正極集電体４と金属管９とを溶接
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ＬｉＡｅＣｅ４を１．５
ｍｏｌ／１！の割合で溶解させたものが用いられ、上記
塩化チオニル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。
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、５はステ
ンレス鋼製の負極集電体をかねた電池容器である。６は
ステンレス鋼からなる封口板で、この封口板６の外周は
電池容器５の開口部と溶接される。封目板６の内周側に
はガラスシール７が形成され、前記ガラスシール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を挿入し、正極集電体４と金属管９とを溶接
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ＬｉＡｅＣｅ４を１．５
ｍｏｌ／１！の割合で溶解させたものが用いられ、上記
塩化チオニル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。
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
えばポリビニルアルコールやポリ酢酸ビニール、ポリ塩
化ビニールあるいはアクリル系樹脂を用いることが開示
されている（特開昭５９−１４２６０号公報、昭６１−
１６４６５号公報など）。
みでは機械的強度に欠けるため、バインダーとしてたと
えばポリビニルアルコールやポリ酢酸ビニール、ポリ塩
化ビニールあるいはアクリル系樹脂を用いることが開示
されている（特開昭５９−１４２６０号公報、昭６１−
１６４６５号公報など）。
このバインダーの含量はセパレータに機械的強度を与え
るのに充分な最低量であればよ（、多すぎると電解液の
均一な分布を妨げ、セパレータの電気抵抗を増大させた
り、貯蔵中にオキシハロゲン化物と反応して塩化水素な
どを発生し、電池内圧上昇や放電性能劣化の原因になる
とされており、たとえば特開昭５９−１４２６０号公報
には８５〜９５重量％のガラス含量のセパレータを、特
開昭６２−２５４３５７号公報にはまったくバインダー
を含まないセパレータを用いることがそれぞれ開示され
ている。一方、我々はこれまで製造工程での取り扱いを
考慮し、機械的強度を上げる目的で、バインダーがポリ
エステルとアクリル系樹脂であるセパレータを用いるこ
とを提案し、そのなかでセパレータのガラス含量として
は６０Ｍ量％のものを用いてその効果について説明した
。
るのに充分な最低量であればよ（、多すぎると電解液の
均一な分布を妨げ、セパレータの電気抵抗を増大させた
り、貯蔵中にオキシハロゲン化物と反応して塩化水素な
どを発生し、電池内圧上昇や放電性能劣化の原因になる
とされており、たとえば特開昭５９−１４２６０号公報
には８５〜９５重量％のガラス含量のセパレータを、特
開昭６２−２５４３５７号公報にはまったくバインダー
を含まないセパレータを用いることがそれぞれ開示され
ている。一方、我々はこれまで製造工程での取り扱いを
考慮し、機械的強度を上げる目的で、バインダーがポリ
エステルとアクリル系樹脂であるセパレータを用いるこ
とを提案し、そのなかでセパレータのガラス含量として
は６０Ｍ量％のものを用いてその効果について説明した
。
発明が解決しようとする課題
さて、前述の構成において、塩化チオニル液は揮発性が
高く、しかも腐食性があり、また人体にも有害なため、
電池としての封口はレーザー等による溶接により行われ
ていた。しかし一方ではこの完全な封口のために充電や
短絡などの誤使用の際、破裂や爆発の危険性があった。
高く、しかも腐食性があり、また人体にも有害なため、
電池としての封口はレーザー等による溶接により行われ
ていた。しかし一方ではこの完全な封口のために充電や
短絡などの誤使用の際、破裂や爆発の危険性があった。
この電池が広く用いられているメモリーバックアップの
回路では、電池は５Ｖの電源と並列に接続されるため充
電防止のためダイオードを直列に接続しているが、何等
かの原因でこのダイオードが破裂されると爆発する危険
性が高かった。
回路では、電池は５Ｖの電源と並列に接続されるため充
電防止のためダイオードを直列に接続しているが、何等
かの原因でこのダイオードが破裂されると爆発する危険
性が高かった。
セパレータの材質と充電に対する安全性の検討として、
前述の特開昭５９−１４２６０号公報にはガラス繊維の
繊維径や長さ、ガラス含量などを規定している。しかし
ながら比較的ガラス含量が低い範囲にあるセパレータの
、充電における安全性については我々も含めてあまり詳
細には検討されていなかった。
前述の特開昭５９−１４２６０号公報にはガラス繊維の
繊維径や長さ、ガラス含量などを規定している。しかし
ながら比較的ガラス含量が低い範囲にあるセパレータの
、充電における安全性については我々も含めてあまり詳
細には検討されていなかった。
本発明は上記従来の課題を解決するもので、誤使用や事
故による５Ｖの電圧による充電に対しても安全で、かつ
保存性のよい無機非水電解に！Ｌ主電池提供することを
目的とする。
故による５Ｖの電圧による充電に対しても安全で、かつ
保存性のよい無機非水電解に！Ｌ主電池提供することを
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、ガラス含量が５０重量％以上８５重量％未満であ
る不織布または抄紙体をセパレータまたは隔離紙として
正極の外側に配したものである。
池は、ガラス含量が５０重量％以上８５重量％未満であ
る不織布または抄紙体をセパレータまたは隔離紙として
正極の外側に配したものである。
作用
ガラス含量を規定した不織布や抄紙体をセパレータある
いは正極上下に配する隔離紙として用いることにより、
誤使用や事故による５Ｖの電圧による充電に対しても安
全で、かつ保存性のよい無機非水電解液電池を得ること
ができる。
いは正極上下に配する隔離紙として用いることにより、
誤使用や事故による５Ｖの電圧による充電に対しても安
全で、かつ保存性のよい無機非水電解液電池を得ること
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図に示したちのと同じであ
る。具体的に単３サイズ（高さ５０．５工。
る。具体的に単３サイズ（高さ５０．５工。
直径１４．５ｍｍ）で説明する。厚さ０ 、８ ｍｍ
、高さ３７Ｉ２幅３７ｍｍ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はポ
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。そのバインダー量は成形体
総量の１０重量％、空孔率は杓８０％であり、外形寸法
は高さ３０ ｍ＋ｎ 、直径１０価である。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ル７を介し
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ＬｉＡｅＣｅ４を１．５ｍｏｌ／ｅ含む塩化チオニ
ルは金属管９から注入される。その液量は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９
の頭部と正極集電体４の頭部はレーザー光照射にて溶接
されている。負極１と正極多孔体３との間に配したセパ
レータ２および正極多孔体３の上下に配した隔離紙１ｏ
は、ポリエステルとアクリル系樹脂をバインダーとした
ガラス繊維製不織布からなる。
、高さ３７Ｉ２幅３７ｍｍ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はポ
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。そのバインダー量は成形体
総量の１０重量％、空孔率は杓８０％であり、外形寸法
は高さ３０ ｍ＋ｎ 、直径１０価である。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ル７を介し
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ＬｉＡｅＣｅ４を１．５ｍｏｌ／ｅ含む塩化チオニ
ルは金属管９から注入される。その液量は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９
の頭部と正極集電体４の頭部はレーザー光照射にて溶接
されている。負極１と正極多孔体３との間に配したセパ
レータ２および正極多孔体３の上下に配した隔離紙１ｏ
は、ポリエステルとアクリル系樹脂をバインダーとした
ガラス繊維製不織布からなる。
セパレータ２および隔離紙１ｏのガラス含量は実施例１
では５０重量％、実施例２では８４重量％とじた。
では５０重量％、実施例２では８４重量％とじた。
なお、比較例としてガラス含量を４５重量％。
９０重量％としたセパレータおよび隔離紙を用いた電池
を同時に構成し、それぞれ比較例１．比較例２とした。
を同時に構成し、それぞれ比較例１．比較例２とした。
なお、実施例１，２および比較例１，２のセパレータお
よび隔離紙のバインダーの配合比率、即ちポリエステル
／アクリル系樹脂は、１；３とした。
よび隔離紙のバインダーの配合比率、即ちポリエステル
／アクリル系樹脂は、１；３とした。
以上のような構成の実施例１，２および比較例１．２に
基づ（電池を各１５個作製し、うち１０個を５Ｖ充電に
おける安全性を試験し、５個を６０℃で１００日保存し
たのち３００Ωの負荷で定抵抗連続放電を行った。
基づ（電池を各１５個作製し、うち１０個を５Ｖ充電に
おける安全性を試験し、５個を６０℃で１００日保存し
たのち３００Ωの負荷で定抵抗連続放電を行った。
５Ｖ充電における安全性の試験結果は以下のようになっ
た。
た。
破裂、爆発率（％）
実施例１ ０ 比較例１０
実施例２ ０ 比較例２ ８０また６０℃
で１００日保存したのち３００Ωの負荷で定抵抗連続放
電を行った結果の代表例を第２図に示す。あわせて保存
前の放電曲線を示した。
で１００日保存したのち３００Ωの負荷で定抵抗連続放
電を行った結果の代表例を第２図に示す。あわせて保存
前の放電曲線を示した。
保存前は本発明の実施例１，２および比較例１．２のい
ずれも同様の放電曲線を示し、終止電圧２．９Ｖまで約
１６０時間の放電持続時間であった。しかし６０℃で１
００日保存後、放電持続時間は実施例１，２、比較例２
ではそれぞれ１４２時間、１４４時間、１４５時間であ
ったのに対し、比較例１では１２０時間となり、容量残
存率が約７５％まで低下した。
ずれも同様の放電曲線を示し、終止電圧２．９Ｖまで約
１６０時間の放電持続時間であった。しかし６０℃で１
００日保存後、放電持続時間は実施例１，２、比較例２
ではそれぞれ１４２時間、１４４時間、１４５時間であ
ったのに対し、比較例１では１２０時間となり、容量残
存率が約７５％まで低下した。
本発明との比較において、ガラス含量の大きいセパレー
タおよび隔離紙を用いた電池は、充電に対する安全性が
不備であり破裂、爆発の危険性が高かった（比較例２）
。一方、実施例１，２および比較例１のようにガラス含
量を８５重量％未満に下げ、バインダー含量を相対的に
上げたセパレータおよび隔離紙を用いた電池は、充電に
対する安全性が高い。この理由は必ずしも明らかではな
いが、充電の際の温度上昇によってバインダーもしくは
バインダーと塩化チオニルの反応生成物とが融解し、負
極と正極多孔体の間の電解液の流通を遮断するためでは
ないかと思われる。
タおよび隔離紙を用いた電池は、充電に対する安全性が
不備であり破裂、爆発の危険性が高かった（比較例２）
。一方、実施例１，２および比較例１のようにガラス含
量を８５重量％未満に下げ、バインダー含量を相対的に
上げたセパレータおよび隔離紙を用いた電池は、充電に
対する安全性が高い。この理由は必ずしも明らかではな
いが、充電の際の温度上昇によってバインダーもしくは
バインダーと塩化チオニルの反応生成物とが融解し、負
極と正極多孔体の間の電解液の流通を遮断するためでは
ないかと思われる。
一方、ガラス含量を５０重量％未満にしたセパレータお
よび隔離紙を用いた電池は、比較例１のように保存性が
悪かった。
よび隔離紙を用いた電池は、比較例１のように保存性が
悪かった。
以上のようにガラス繊維不織布をセパレータとする無機
非水電解質電池において、ガラス含量が５０重量％以上
８５重量％未満である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、誤使用や事故による５
Ｖの電圧による充電に対しても安全で、かつ保存性のよ
い無機非水電解液電池を得ることができた。
非水電解質電池において、ガラス含量が５０重量％以上
８５重量％未満である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、誤使用や事故による５
Ｖの電圧による充電に対しても安全で、かつ保存性のよ
い無機非水電解液電池を得ることができた。
なお本実施例ではオキシハロゲン化物として塩化チオニ
ルを説明したが塩化ホスホリル、塩化スルフリルでもよ
い。またアルカリ金属はリチウムとしたが、ナトリウム
、カルシウムでもよい。さらに正極多孔体の形状もボビ
ン型としたが、これに限らずシート状からなるスパイラ
ル型でもよい。
ルを説明したが塩化ホスホリル、塩化スルフリルでもよ
い。またアルカリ金属はリチウムとしたが、ナトリウム
、カルシウムでもよい。さらに正極多孔体の形状もボビ
ン型としたが、これに限らずシート状からなるスパイラ
ル型でもよい。
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
る無機電解液電池において、ガラス繊維製不織布セパレ
ータおよび隔離紙またはそのいずれかのガラス含量を５
０重量％以上８５重量％未満に規定することにより、誤
使用や事故による５ｖの電圧による充電に対しても安全
で、かつ６０℃で１００日保存後も３００Ωの定抵抗放
電において良好な放電性能を示す無機非水電解液電池を
得ることができるものである。
および正極活物質とし、アルカリ金属を負極活物質とす
る無機電解液電池において、ガラス繊維製不織布セパレ
ータおよび隔離紙またはそのいずれかのガラス含量を５
０重量％以上８５重量％未満に規定することにより、誤
使用や事故による５ｖの電圧による充電に対しても安全
で、かつ６０℃で１００日保存後も３００Ωの定抵抗放
電において良好な放電性能を示す無機非水電解液電池を
得ることができるものである。
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（３７１，２および比較４シリ１．２の
電池の初度および６０℃１００日保存後の３００Ω連続
電曲線を示す図である。 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、１０・
・・・・・隔離紙、１１・・・・・・遊離塩化チオニル
電解液。
、第２図は実施（３７１，２および比較４シリ１．２の
電池の初度および６０℃１００日保存後の３００Ω連続
電曲線を示す図である。 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、１０・
・・・・・隔離紙、１１・・・・・・遊離塩化チオニル
電解液。
Claims (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、ガラス繊維製布体をセパレ
ータにそれぞれ用いた無機非水電解質電池において、ガ
ラス含量が５０重量％以上８５重量％未満である不織布
または抄紙体をセパレータまたは隔離紙として正極の外
側に配したことを特徴とする無機非水電解液電池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1296526A JPH03156854A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 無機非水電解液電池 |
| US07/611,116 US5273843A (en) | 1989-11-15 | 1990-11-09 | Non-aqueous inorganic electrolyte cell |
| DE69027007T DE69027007T2 (de) | 1989-11-15 | 1990-11-14 | Zelle mit nichtwässrigem anorganischem Elektrolyten |
| EP90121816A EP0432501B1 (en) | 1989-11-15 | 1990-11-14 | Non-aqueous inorganic electrolyte cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1296526A JPH03156854A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 無機非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03156854A true JPH03156854A (ja) | 1991-07-04 |
Family
ID=17834672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1296526A Pending JPH03156854A (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 無機非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03156854A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6200706B1 (en) | 1995-03-31 | 2001-03-13 | Mitsubishi Paper Mills Limited | Nonwoven fabric for separator of non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte battery using the same |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP1296526A patent/JPH03156854A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6200706B1 (en) | 1995-03-31 | 2001-03-13 | Mitsubishi Paper Mills Limited | Nonwoven fabric for separator of non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte battery using the same |
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