JPH03165453A - 有機電解液二次電池 - Google Patents
有機電解液二次電池Info
- Publication number
- JPH03165453A JPH03165453A JP1303727A JP30372789A JPH03165453A JP H03165453 A JPH03165453 A JP H03165453A JP 1303727 A JP1303727 A JP 1303727A JP 30372789 A JP30372789 A JP 30372789A JP H03165453 A JPH03165453 A JP H03165453A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- negative electrode
- organic electrolyte
- electrically connected
- battery
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
-
- 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
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Secondary Cells (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、有機電解液を用い、リチウムまたはリチウム
合金を負極とする二次電池の構造に関するものである。
合金を負極とする二次電池の構造に関するものである。
従来の技術
有機電解液を用いる二次電池には負極にリチウムやリチ
ウム合金を用い、正極にＨｎＯ２やＴｉＳ２を用いるも
のがある。これらの電池は水溶液の電解質を用いる二次
電池と比較してエネルギー密度が大きく、保存性がよい
点で有利である。
ウム合金を用い、正極にＨｎＯ２やＴｉＳ２を用いるも
のがある。これらの電池は水溶液の電解質を用いる二次
電池と比較してエネルギー密度が大きく、保存性がよい
点で有利である。
これらの有機電解液二次電池では、負ｆ！ｌ！端子を兼
ねる負極化に金属リチウムを接触させたり、負極化に集
電体をスポット溶接したのち金属リチウムを圧着しなり
あるいは、リチウム金属を圧着した集電体からリードを
とり、そのリードを負極化にスポット溶接したりしてい
た。
ねる負極化に金属リチウムを接触させたり、負極化に集
電体をスポット溶接したのち金属リチウムを圧着しなり
あるいは、リチウム金属を圧着した集電体からリードを
とり、そのリードを負極化にスポット溶接したりしてい
た。
このような、有［解液二次電池の形状には、コイン型、
ボタン型、円筒型、角柱型などがある。
ボタン型、円筒型、角柱型などがある。
発明が解決しようとする課題
上述のような従来の有機電解液二次電池は、充放電サイ
クルの進行に件って、放電容量が著しく減少するという
問題点があった。
クルの進行に件って、放電容量が著しく減少するという
問題点があった。
課趙を解決するための手段
本発明は、リチウム又はリチウム合金からなる負極と、
正極と、有機電解液とを備えた有機電解液二次電池にお
いて、負極と電気的に接続されている電池内部の金属露
出部分を、絶縁被膜によって被覆し、又はスペーサー、
ガスゲット等の絶縁部材を当接させることにより、該金
属露出部分と有機電解液との接触を遮断した有機電解液
二次電池を堤供することで、−Ｆ述の問題点を解決しよ
うとするものである。
正極と、有機電解液とを備えた有機電解液二次電池にお
いて、負極と電気的に接続されている電池内部の金属露
出部分を、絶縁被膜によって被覆し、又はスペーサー、
ガスゲット等の絶縁部材を当接させることにより、該金
属露出部分と有機電解液との接触を遮断した有機電解液
二次電池を堤供することで、−Ｆ述の問題点を解決しよ
うとするものである。
作用
充放電サイクルの進行に件って、放電容量が著しく減少
する従来の有機電解液二次電池を詳細に調べた結果、次
の現象を見いだした。
する従来の有機電解液二次電池を詳細に調べた結果、次
の現象を見いだした。
すなわち、負極に金属リチウムやリチウム合金を用いる
有機電解二次電池では、充電によって生成するリチウム
には、電池を構成したときの金属リチウム板や、リチウ
ム合金上に析出したり合金化するものと、負極と電気的
に接続されている負極端子を兼ねる封目板の電池内部に
面した部分等の金属露出部分に析出するものとの二種類
がある。
有機電解二次電池では、充電によって生成するリチウム
には、電池を構成したときの金属リチウム板や、リチウ
ム合金上に析出したり合金化するものと、負極と電気的
に接続されている負極端子を兼ねる封目板の電池内部に
面した部分等の金属露出部分に析出するものとの二種類
がある。
そして、これらの二種類のリチウムをＭ、 Ｚすると、
負極と電気的に接続されている金属露出部分に析出した
リチウムは金属リチウム板やリチウム合金上に析出した
リチウムよりも、利用率が著しく小さい、さらに、金属
リチウム板またはリチウム合金と、金属板とを電気的に
接続し、有機電解液と接している状態で充放電を繰り返
すと、リチウムが負極と電気的に接続されている金属露
出部分に集中して電析する。その結果、放電時の利用率
が大きい金属リチウムまたはリチウム合金に含まれるリ
チウムの量が減少し、放電容量が小さくなる。
負極と電気的に接続されている金属露出部分に析出した
リチウムは金属リチウム板やリチウム合金上に析出した
リチウムよりも、利用率が著しく小さい、さらに、金属
リチウム板またはリチウム合金と、金属板とを電気的に
接続し、有機電解液と接している状態で充放電を繰り返
すと、リチウムが負極と電気的に接続されている金属露
出部分に集中して電析する。その結果、放電時の利用率
が大きい金属リチウムまたはリチウム合金に含まれるリ
チウムの量が減少し、放電容量が小さくなる。
そこで、本発明では、負極と電気的に接続されている電
池内部の金属露出部分を、絶縁皮膜で被覆したり、スペ
ーサーやガスゲット等の絶縁部材を当接して、負極と電
気的に接続されている金属露出部分と、有機電解液との
接触を遮断する。このようにする°と、リチウムが充電
時に、負極と電気的に接続されている金属露出部分に析
出することを防げるので、充放電サイクルの進行に伴う
放電容量の減少を効果的に抑制できる。
池内部の金属露出部分を、絶縁皮膜で被覆したり、スペ
ーサーやガスゲット等の絶縁部材を当接して、負極と電
気的に接続されている金属露出部分と、有機電解液との
接触を遮断する。このようにする°と、リチウムが充電
時に、負極と電気的に接続されている金属露出部分に析
出することを防げるので、充放電サイクルの進行に伴う
放電容量の減少を効果的に抑制できる。
実施例
以下、本発明を好適な実施例を用いて詳細に説明する。
化学二酸化マンガン１００ｇと水酸化リチウム２５ｇを
乳鉢にて混合した後、空気中において３７５℃で２０時
間熱処理することによって正極活物質粉末を合成する。
乳鉢にて混合した後、空気中において３７５℃で２０時
間熱処理することによって正極活物質粉末を合成する。
この活物質粉末５ｇを混合して正極合剤とし、この正極
合剤１１０６ｔｎを２トン／′−で直径１６１１ｎに加
圧成型して正極とする。負□□□は、正極の理論容量の
５倍の理論容量を有するように、所定厚みのリチウム板
らしくはリチウム−アルミ合金板（８０ｗｔ％Ｉｉ）を
直径１６１１１に打抜いたものである。
合剤１１０６ｔｎを２トン／′−で直径１６１１ｎに加
圧成型して正極とする。負□□□は、正極の理論容量の
５倍の理論容量を有するように、所定厚みのリチウム板
らしくはリチウム−アルミ合金板（８０ｗｔ％Ｉｉ）を
直径１６１１１に打抜いたものである。
第１図ａ、ｂ、ｃは本発明によるボタン型リチウム／二
酸化マンガン系の有機電解、・夜二次電池の構造を示す
縦断面図である。同図において１は、耐有機電解液性の
ステンレス網板をプレスによって打ち抜き加工した正＋
ｆｊ端子を兼ねるケース、２は同種の材料を打ち抜き加
工した負臣端子を兼ねる月日板で、その内壁には負極活
物質であるリチウムらしくはリチウム−アルミ合金３が
圧着されている。第１図ａの７、第１図すの４および第
１図Ｃの８は、それぞれ、耐有機溶媒性ポリプロピレン
からなるスペーサー、ガスゲットおよび絶縁被ｊ漠で、
負極と電極的に接続されている月日板の電池内部に面し
た金属部分が露出しないようになっている。５は有ｗＡ
電解液を含浸したポリプロピレンからなるセパレーター
、６は正極合剤であり正極端子を兼ねる電池ケース１の
開口端部を内方へかしめ、ガスゲット４を介して負［子
を兼ねる封口板２の周縁を締め付けることにより、密閉
封口している。電池は、外径２０ｉｎ、厚み２．ＯＩの
２０２０型ボタン電池である。電解液には、プロピレン
カーボネイトと１２ジメトキシエタンとの混合溶媒に、
溶質として ＬｉＣ１０，を１モル／すｙトル溶媒させ
たものを用いた。
酸化マンガン系の有機電解、・夜二次電池の構造を示す
縦断面図である。同図において１は、耐有機電解液性の
ステンレス網板をプレスによって打ち抜き加工した正＋
ｆｊ端子を兼ねるケース、２は同種の材料を打ち抜き加
工した負臣端子を兼ねる月日板で、その内壁には負極活
物質であるリチウムらしくはリチウム−アルミ合金３が
圧着されている。第１図ａの７、第１図すの４および第
１図Ｃの８は、それぞれ、耐有機溶媒性ポリプロピレン
からなるスペーサー、ガスゲットおよび絶縁被ｊ漠で、
負極と電極的に接続されている月日板の電池内部に面し
た金属部分が露出しないようになっている。５は有ｗＡ
電解液を含浸したポリプロピレンからなるセパレーター
、６は正極合剤であり正極端子を兼ねる電池ケース１の
開口端部を内方へかしめ、ガスゲット４を介して負［子
を兼ねる封口板２の周縁を締め付けることにより、密閉
封口している。電池は、外径２０ｉｎ、厚み２．ＯＩの
２０２０型ボタン電池である。電解液には、プロピレン
カーボネイトと１２ジメトキシエタンとの混合溶媒に、
溶質として ＬｉＣ１０，を１モル／すｙトル溶媒させ
たものを用いた。
第２図は、従来例のボタン型リチウム／二酸化マンガン
系の有機電解液二次電池の構造を示ず縦断面図である。
系の有機電解液二次電池の構造を示ず縦断面図である。
負極端子を兼ねる月日板２の内面において、リチウム負
極３とガスケット４の間に金属部分が露出している。
極３とガスケット４の間に金属部分が露出している。
本発明の効果を証明するなめに、第１図ａ、ｂ、Ｃ１に
示すｔＡ 造の本発明の電池で、負極にリチウムを用い
たものをそれぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃとし、リチウム−アルミ
合金（８０１％Ｌｉ）を用いたものをそれぞれ、Ａ′、
Ｂ’ 、Ｃ’とし、第２図に示す従来の電池で、負極に
リチウム及びリチウム−アルミ合金（８０ｗｔχシ１）
を用いたものをそれぞれＤおよびＤ′として電池の充放
電サイクル寿命について調べた。
示すｔＡ 造の本発明の電池で、負極にリチウムを用い
たものをそれぞれ、Ａ、Ｂ、Ｃとし、リチウム−アルミ
合金（８０１％Ｌｉ）を用いたものをそれぞれ、Ａ′、
Ｂ’ 、Ｃ’とし、第２図に示す従来の電池で、負極に
リチウム及びリチウム−アルミ合金（８０ｗｔχシ１）
を用いたものをそれぞれＤおよびＤ′として電池の充放
電サイクル寿命について調べた。
充放電条件は１．８＋ｌｌＡで２．０■まで放電し、１
．８１ＩＡで充電し、充電終始電圧３，４ｖとした。充
放電サイクル寿命は、上記の条件で、放電容量が１サイ
クル目の放電容量の５０％になったサイクル数とした。
．８１ＩＡで充電し、充電終始電圧３，４ｖとした。充
放電サイクル寿命は、上記の条件で、放電容量が１サイ
クル目の放電容量の５０％になったサイクル数とした。
ただし、この実施例で用いた正極は、上記の条件で充放
電した場合、１００サイクルの充放電においても、１サ
イクル目の放電容量の９０％以上の放電容量を維持する
ことを、単極特性試験で確認済みである。ゆえに、この
実施例で用いた電池の寿命は、負極の充放電サイクルの
寿命である。
電した場合、１００サイクルの充放電においても、１サ
イクル目の放電容量の９０％以上の放電容量を維持する
ことを、単極特性試験で確認済みである。ゆえに、この
実施例で用いた電池の寿命は、負極の充放電サイクルの
寿命である。
試験の結果、本発明による電池Ａ、Ａ′、Ｂ。
Ｂ′、ＣおよびＣ′の充放電サイクル寿命は全て５０サ
イクルであったが、従来の電池りおよびＤ′のそれは２
０サイクルであった。 この結果から明らかなように、
本発明による電池ではリチウム負極の充放電サイクル寿
命が著しく向上している。
イクルであったが、従来の電池りおよびＤ′のそれは２
０サイクルであった。 この結果から明らかなように、
本発明による電池ではリチウム負極の充放電サイクル寿
命が著しく向上している。
なお、この実施例では、負極に、リチウムもしくはリチ
ウム−アルミ合金（８０ｖｔ″Ｘ［１）を用いる場合を
説明したが、上述の電池Ａ、Ａ′ Ｂ Ｉ３′Ｃ，Ｃ
′、ＤおよびＤ′と同じ構成の電池で、リチウム−アル
ミ合金（８０ｗｔ％Ｌ ｉ ）の代わりに、合金組成の
異なる三種のリチウム−アルミ合金（９５゜９０及び８
５ｖ４ｔ％Ｌｉ）を用いた場合にも同じ結果が得られた
。又、ｉ極に、よりアルミ含有率の高い三種のリチウム
−アルミ合金（３０，２０及び１０ｗｔχＬｉ）を用い
た場合や、リチウム−アルミ合金の代わりに、リチウム
−鉛合金ｆ９０ｗｔ％Ｌｉ）及びリチウム−ビスマス合
金（９（ｈｖｔ％Ｌｉ）を用いた場合にも同様な結果が
得られた。さらに、この実施例では、正極活物質にＨｎ
Ｏ２を用いる場合を説明したが、上述の電池Ａ、Ａ′、
Ｂ、Ｂ′、Ｃ，Ｃ’ 、ＤおよびＤ′と同じ構成の電池
で、ＨｎＯｔの代わりに、Ｔｌ５２やＬｉＣｏＯ２を用
いた場合にも同様な結果が得られた。さらに、この実施
例では、ケースの材質にステンレス鋼板を用いる場合を
説明したが、ステンレス鋼板の代わりに、ステンレス網
板にニノゲルメッキをしたもの、及びニッケル板を用い
た場合にも同様な結果か得られた。
ウム−アルミ合金（８０ｖｔ″Ｘ［１）を用いる場合を
説明したが、上述の電池Ａ、Ａ′ Ｂ Ｉ３′Ｃ，Ｃ
′、ＤおよびＤ′と同じ構成の電池で、リチウム−アル
ミ合金（８０ｗｔ％Ｌ ｉ ）の代わりに、合金組成の
異なる三種のリチウム−アルミ合金（９５゜９０及び８
５ｖ４ｔ％Ｌｉ）を用いた場合にも同じ結果が得られた
。又、ｉ極に、よりアルミ含有率の高い三種のリチウム
−アルミ合金（３０，２０及び１０ｗｔχＬｉ）を用い
た場合や、リチウム−アルミ合金の代わりに、リチウム
−鉛合金ｆ９０ｗｔ％Ｌｉ）及びリチウム−ビスマス合
金（９（ｈｖｔ％Ｌｉ）を用いた場合にも同様な結果が
得られた。さらに、この実施例では、正極活物質にＨｎ
Ｏ２を用いる場合を説明したが、上述の電池Ａ、Ａ′、
Ｂ、Ｂ′、Ｃ，Ｃ’ 、ＤおよびＤ′と同じ構成の電池
で、ＨｎＯｔの代わりに、Ｔｌ５２やＬｉＣｏＯ２を用
いた場合にも同様な結果が得られた。さらに、この実施
例では、ケースの材質にステンレス鋼板を用いる場合を
説明したが、ステンレス鋼板の代わりに、ステンレス網
板にニノゲルメッキをしたもの、及びニッケル板を用い
た場合にも同様な結果か得られた。
尚、本発明を説明するに際して、ボタン型の電池を例に
とり説明しているが、コイン型、円筒型、および角筒型
の形状の有機電解ン護二次電池においてら、負極と電気
的に接続されている電池内部の金属露出部分、たとえば
、リチウム負極と負極缶とを電気的に結合するリード片
などの部品を、絶縁′Ｐ１．膜で被覆、又はスペーサー
やガスゲット等の絶縁部材を当接することにより同様の
効果が得られた。
とり説明しているが、コイン型、円筒型、および角筒型
の形状の有機電解ン護二次電池においてら、負極と電気
的に接続されている電池内部の金属露出部分、たとえば
、リチウム負極と負極缶とを電気的に結合するリード片
などの部品を、絶縁′Ｐ１．膜で被覆、又はスペーサー
やガスゲット等の絶縁部材を当接することにより同様の
効果が得られた。
発明の効果
上述した如く、本発明により有機電解液二次電池の充放
電サイクル寿命を著しく向上させることができ、この種
電池の実用化に資するところ極めて大である。
電サイクル寿命を著しく向上させることができ、この種
電池の実用化に資するところ極めて大である。
第１図ａ、ｂ、ｃは本発明の実施例における電池の縦断
面図、第２図は従来の電池の縦断面図である。 ■・・・電池ケース、２・・・封目板。 ３・・・リチウムまたはリチウム合金
面図、第２図は従来の電池の縦断面図である。 ■・・・電池ケース、２・・・封目板。 ３・・・リチウムまたはリチウム合金
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、リチウム又はリチウム合金からなる負極と、正極と
、有機電解液とを備えた有機電解液二次電池において、
負極と電気的に接続されている電池内部の金属露出部分
が、絶縁被膜で被覆されることによって、有機電解液と
の接触を遮断されていることを特徴とする有機電解液二
次電池。 ２、リチウム又はリチウム合金からなる負極と、正極と
、有機電解液とを備えた有機電解液二次電池において、
負極と電気的に接続されている電池内部の金属露出部分
に、スペーサー、ガスケット等の絶縁部材を当接させる
ことにより、当該金属露出部分と有機電解液との接触が
遮断されていることを特徴とする有機電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1303727A JPH03165453A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 有機電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1303727A JPH03165453A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 有機電解液二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03165453A true JPH03165453A (ja) | 1991-07-17 |
Family
ID=17924542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1303727A Pending JPH03165453A (ja) | 1989-11-22 | 1989-11-22 | 有機電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03165453A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6355377B1 (en) | 2000-03-07 | 2002-03-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery and method of preparing same |
| JP2013110063A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 溶融塩電池 |
-
1989
- 1989-11-22 JP JP1303727A patent/JPH03165453A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6355377B1 (en) | 2000-03-07 | 2002-03-12 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Negative active material for rechargeable lithium battery and method of preparing same |
| JP2013110063A (ja) * | 2011-11-24 | 2013-06-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 溶融塩電池 |
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