JPH03158448A - リチウムをベースとする薄板の製造方法及び蓄電池用陰極板製造への該方法の適用 - Google Patents

リチウムをベースとする薄板の製造方法及び蓄電池用陰極板製造への該方法の適用

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JPH03158448A
JPH03158448A JP2293491A JP29349190A JPH03158448A JP H03158448 A JPH03158448 A JP H03158448A JP 2293491 A JP2293491 A JP 2293491A JP 29349190 A JP29349190 A JP 29349190A JP H03158448 A JPH03158448 A JP H03158448A
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ジル・ニユスボー
Max Reboul
マツクス・ルブール
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリチウムをベースとする薄板の製造方法及び蓄
電池用陰極板製造への該方法の適用に関する。
リチウムが、湿気に対する反応性が非常に高いことに加
えて、機械的性買が非常に不良で、また大半の材料に粘
着する傾向の強い金属であることを当業者は知っている
。特に２００μｍ未満の厚さの薄板を製造せねばならな
い場合に、これらはリチウム製薄板の圧延による製造を
困難にする総ての要因となっている。水分の少ない空気
中又は貴ガス雰囲気下での作業、圧延バスの回数増加並
びに圧延中及び／又は巻取り中での粘着防止装置の使用
を慎重に行えば、確かに薄板を製造することができる。
しかしながらこの材料の潜在的適用、例えば有機電解液
を含む蓄電池に備わっている陰極板の製造の場合、加工
費用は高くなりすぎる。
従って、リチウムの圧延性というこの問題を解決する適
切な手段を備えることが有用であり且つ必要である。
確かにこの解決方法は既に推奨されている。従って例え
ばソビエト発明者証第１１０３９１２号では、０℃より
低い温度に冷却したシリンダーによるリチウムの圧延を
包含するリチウムの圧延方法が記載されている。該方法
は、圧延中でのリチウムのシリンダーへの粘着を避は且
つ得られる薄板の品質を改善するために、シリンダーの
作動面の温度より低い露点まで乾燥した不活性ガス下で
圧延を実施し、また冷却液（この場合は液体窒素）をシ
リンダー内の空洞に導入することによりシリンダーの作
動面の温度が−１〜−１００℃に維持されていることを
特徴とする。所望する薄板厚さが小さければ小さいほど
、作動面の温度は低くなっている。従って１００μｍの
薄板では一３０℃であり、７０μ−の薄板では一１００
℃である。
更には該特許では、ポリマー材料から製造したシリンダ
ー間でリチウムを圧延することができることも記載され
ている。
提起した２つの方法を実施するには圧延方法自体を技術
改良し、またシリンダー内部への液化ガスの導入のよう
な特別措置又は特定材料のシリンダーが必要となる。
本出願人等は、使用する従来の圧延設備を改造せずに、
通常圧延作業中にとるべき若干の又は総ての措置を回避
するようにリチウムの挙動を変える方法を発明すること
を所望した。
本発明は、 −２つの金属からなる合金を製造するようにマグネシウ
ムを溶融リチウム浴に加えること、−合金を凝固するこ
と、 一固体を圧延に適した形状の素材に加工すること、及び 一１０μｍの最小厚さが得られるまで素材を数回室温で
鋼シリンダー間に通過させて圧延することを特徴とする
リチウムをベースとする薄板の製造方法からなる。
従って本発明の場合、リチウムをマグネシウムと合金に
することによりリチウムを通常の圧延条件下で圧延する
ことができる。このことは、加えた元素がこの型の加工
にほとんど適さないことが特に知られているので驚くべ
きことのように思われる。
導入する量は１０〜５０原子％が好ましい、何故ならば
、量がこれより少なくなると純リチウムと同様の問題が
生じ、量が増えるとリチウムの電気的性質に過剰に作用
するからである。
この合金は、リチウム製造中にとるべき通常の措置に従
うことにより、任意の直接冶金（ｄｉｒｅｃｔｍｅｔａ
ｌｌｕｒｇｙ）法に基づ〈従来の鋳造又は粉末冶金によ
り製造される。該合金は市販の純材料から製造され、凝
固後に得られる合金は、好ましくは押出し又は機械加工
により圧延に適した形状にするが、他の任意の従来から
の成形方法を使用することができる。
次いで素材を好ましくは乾燥空気又はアルゴン雰囲気下
において従来の鋼シリンダー間で室温で圧延する。
実際には初期厚さが大きければ大きいほど、パス回数が
増すが、いずれの場合でも粘着の問題が生ずることなく
約１０μ糟の最終厚さに達する。
特に初期厚さが大きいならば、少なくとも１回の圧延パ
スの後に合金にアニール処理を施すのが好ましい。何故
ならばこの処理により縁部に欠陥のない薄板を簡単に製
造することができるがらである。
以下の実施例により本発明を説明することができる。
及胤Ｍよ それぞれが５０％、３０％、１０％のマグネシウム原子
を含む３種の組成物を製造するように、アルゴン下で３
つの溶融リチウム浴にマグネシウムを加えることにより
、厚さが２０μ鴨のリチウム／マグネシウム合金薄板を
製造した。
これらの合金をインゴットの形態に鋳造し、これを３０
ｘ３０　ｎｕ＋＋の試料に切断した。グローブボックス
で試料の表面ｔ１Ｍ洗浄した後に、鋼シリンダーを使用
して試料を冷間圧延した。
Ｌｉ−５０８８の場合、２００μ楡の厚さまでは何等問
題は認められなかった。この厚さを下回ると僅かに湯垢
が蓄積したが、素材の幾何学的及び金属的外観は良好で
あった。２０μｍ未満の厚さになると。
偏かに折りしわの生じる傾向が認められた。
Ｌｉ−３０８ｇの場合、粘着の問題はなく、薄板の機械
的強度は１０μｍまで良好であった。
Ｌｉ−１０８ｇの場合、２００μｍまでは簡単に圧延す
ることができた。この厚さを下回ると、粘着が生じ、次
いで薄板内に亀裂が生じた。このことは十分な量のマグ
ネシウムを加える必要があることを示している。
比較として同一の作業条件下での純リチウムの挙動はＬ
ｉ−１０８ｇより更によくない。
最大濃度の半分に近い濃度で圧延性の改良が特に顕著で
ある。
従って、Ｍｇ＞　３０％であるＬｉ−Ｍ）Ｂ合金はＬｉ
Ｌｉ−３Ｏ合金より延性が実質的に低い６１０％未満の
Ｍｇを含んでいるＬｉ−Ｍｇ合金は純リチウムと同様に
挙動する。
従って、Ｌｉ−３０８ｇ合金が延性と粘着との間の優れ
た妥協点となる。
本発明は更に、得られた薄板の蓄電池用陰極板製造への
適用に関する。
実際１０μ階まで容易に圧延され得る前記合金は純リチ
ウムと同様の、更にはそれを上回る電気化学的特性を有
する。
エチレンポリオキシド（ＰＯＥ）、ガラス（例えばＢ２
０．−Ｘ−Ｌｉ２０．、、）及びリチウム塩（Ｌｉｌ、
ＬｉＣｌ０−等）のような電解液、ＴｉＳ２．Ｖ６Ｏ１
３からなる電流の陽極板並びにこのような合金から製造
した陰極板を組み合わせると、全体のエネルギー及びサ
イクル回数の点で優れた挙動を有する蓄電池が製造され
る。
更には、リチウム合金を使用すると、電流密度が高い場
合に連続サイクル中に樹枝状結晶が生じる危険性を低減
し得ることが知られている。
この場合を以下の実施例により説明し得る。
及１劉ユ 本実施例は蓄電池の取り付は及び該蓄電池の性能に関す
る。
陰極板Ｍｇ　Ｌｉ、電解液：　ＰＯＥ、、、＋Ｌｉ　Ｉ
、ＬｉＣｌ０．及び陽極板Ｔｉ５ｚ、Ｖ、Ｏ，、を、既
に陰極板Ｌｉで使用した方法によりグローブボックスに
結集した。このように製造された蓄電池の起電力（ｅ、
ｍ、ｆ、）は５０ｍＶであり、これは純リチウムで製造
した蓄電池の場合より低かった。記録された降下は起電
力の平均内約２．５ｖに比べれば収るに足らないとみな
すことができる。全体のエネルギーは約４００ＫＷｈ／
ｋｇであり、いずれの場合でもこれらのシステムはサイ
クリングに大いに適している。
以下の説明は、エチレンポリオキシド及びＬｉＣｌ０．
を含んでいる電解液中で作用させた前記Ｌｉ−１０８ｇ
陰極板及びＬ　１−３０８ｇ陰極板の電気化学的サイク
リング性能を示している。
４０サイクル以後に容量が変化しなかったことが注目さ
れる。
結論としては、純リチウムに比べて以下のような利点を
有する合金を本発明の目的である製造方法により製造す
ることができる。
一圧延性の増大： ・金属シリンダー使用の可能性 ・高い圧延率、従ってパス回数の低減 ・改善される表面仕上げ ・後に粘着を生じない簡単な圧延 ・低い生産コスト −それほど高くない反応性： ・簡単な貯蔵 ・火事の危険性の減少 蓄電池の陰極板としての使用に関しては、以下の利点を
挙げることができる。
生産能力の増大につながる簡単な取り扱い樹枝状結晶生
成の危険性の大幅な低減、従って短い再充電時間、高電
流及びより多いサイクル回数の適用 使用上の安全性の増大

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）−２つの金属からなる合金を製造するようにマグ
    ネシウムを溶融リチウム浴に加えること、−固体を圧延
    に適した形状の素材に加工すること、及び −１０μｍの最小厚さが得られるまで素材を数回室温で
    鋼シリンダー間に通過させて圧延することを特徴とする
    リチウムをベースとする薄板の製造方法。
  2. （２）合金が１０〜５０原子％のマグネシウムを含んで
    いることを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. （３）少なくとも１回の圧延バスの後に合金にアニール
    処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. （４）圧延を乾燥空気中で実施することを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  5. （５）圧延を乾燥アルゴン下で実施することを特徴とす
    る請求項１に記載の方法。
  6. （６）当該方法を蓄電池用陰極板の製造に適用すること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
JP2293491A 1989-10-30 1990-10-30 リチウムをベースとする薄板の製造方法及び蓄電池用陰極板製造への該方法の適用 Pending JPH03158448A (ja)

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AT (1) ATE114738T1 (ja)
CA (1) CA2028734A1 (ja)
DE (1) DE69014559T2 (ja)
DK (1) DK0426579T3 (ja)
ES (1) ES2064697T3 (ja)
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FR (1) FR2653784B1 (ja)
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