JPH0316745B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0316745B2 JPH0316745B2 JP56041681A JP4168181A JPH0316745B2 JP H0316745 B2 JPH0316745 B2 JP H0316745B2 JP 56041681 A JP56041681 A JP 56041681A JP 4168181 A JP4168181 A JP 4168181A JP H0316745 B2 JPH0316745 B2 JP H0316745B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- positive electrode
- organic solvent
- powder
- fes
- 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.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、二硫化鉄を正極活物質に含む有機溶
媒電池において、その放電特性を向上せしめる正
極、更に詳しくはその活物質に関する。
媒電池において、その放電特性を向上せしめる正
極、更に詳しくはその活物質に関する。
有機溶媒電池は、エネルギー密度が高く、広い
温度領域で使用することができ、またその貯蔵特
性もすぐれるなどの理由によつて、電卓、時計、
メモリのバツクアツプ電源として汎用されてい
る。
温度領域で使用することができ、またその貯蔵特
性もすぐれるなどの理由によつて、電卓、時計、
メモリのバツクアツプ電源として汎用されてい
る。
この有機溶媒電池の発電要素は、負極、電解
液、正極をこの順序で積層して構成される。一般
に、負極としては、リチウム、ナトリウムなどの
軽金属が用いられ、また電解液としては、プロピ
レンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメト
キシエタンなどの有機溶解中に、過塩素酸リチウ
ム、ホウフツ化リチウムなどの電解質を溶解して
成る溶液が用いられる。
液、正極をこの順序で積層して構成される。一般
に、負極としては、リチウム、ナトリウムなどの
軽金属が用いられ、また電解液としては、プロピ
レンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメト
キシエタンなどの有機溶解中に、過塩素酸リチウ
ム、ホウフツ化リチウムなどの電解質を溶解して
成る溶液が用いられる。
正極は、一般に、正極活物質と導電剤（例えば
黒鉛の粉末）と決着剤（例えばポリテトラフルオ
ロエチレン粉末）などを混合し、得られた混合物
を、例えばペレツトなどの各種形状に成形して構
成されている。
黒鉛の粉末）と決着剤（例えばポリテトラフルオ
ロエチレン粉末）などを混合し、得られた混合物
を、例えばペレツトなどの各種形状に成形して構
成されている。
負極にリチウムを用いた作動電圧1.5V系の有
機溶媒電池において、正極活物質としては現在、
主に二硫化鉄（FeS2）、硫化鉄（FeS）、酸化銅
（CuO）、酸化ビスマス（Bi2O3）などのあること
が知られている。
機溶媒電池において、正極活物質としては現在、
主に二硫化鉄（FeS2）、硫化鉄（FeS）、酸化銅
（CuO）、酸化ビスマス（Bi2O3）などのあること
が知られている。
しかしながら、これらの正極活物質を用いた
1.5V系有機溶媒電池のうち、FeS，CuOのものは
その作動電圧が1.2V〜1.3Vと低く、またBi2O3の
ものは高価格であるという欠点を有する。
1.5V系有機溶媒電池のうち、FeS，CuOのものは
その作動電圧が1.2V〜1.3Vと低く、またBi2O3の
ものは高価格であるという欠点を有する。
そのため、平均作動電圧が約1.5Vであり、ま
た単位容積当りの放電容量も大きく、かつ酸化銀
電池との互換性も可能であるなどの点からFeS2
を用いる有機溶媒電池が注目を集めている。
た単位容積当りの放電容量も大きく、かつ酸化銀
電池との互換性も可能であるなどの点からFeS2
を用いる有機溶媒電池が注目を集めている。
ところで、正極活物質にFeS2を用いた有機溶
媒電池は既に知られている（特開昭47−16928
号）。
媒電池は既に知られている（特開昭47−16928
号）。
しかしながら、この電池は前述した利点を有す
る反面、放電平坦性とりわけ、放電末期における
電圧平坦性に難点がある。
る反面、放電平坦性とりわけ、放電末期における
電圧平坦性に難点がある。
本発明者らは、FeS2を正極活物質とする正極
を用いた1.5V系有機溶媒電池の上記のような欠
点を解消するために、正極活物質に関し種々の研
究を重ねた結果、FeS2にケイ素成分を含有せし
めたものを含む正極活物質にすると、得られる電
池の放電末期における放電平坦性が著しく改善さ
れる事実を見出し本発明を完成するに到つた。
を用いた1.5V系有機溶媒電池の上記のような欠
点を解消するために、正極活物質に関し種々の研
究を重ねた結果、FeS2にケイ素成分を含有せし
めたものを含む正極活物質にすると、得られる電
池の放電末期における放電平坦性が著しく改善さ
れる事実を見出し本発明を完成するに到つた。
本発明は、放電平坦性、とりわけ放電末期にお
ける放電平坦性が改善され、したがつて安定して
長時間に亘り一定の作動電圧を維持し得る有機溶
媒電池の正極、とりわけその正極活物質の提供を
目的とする。
ける放電平坦性が改善され、したがつて安定して
長時間に亘り一定の作動電圧を維持し得る有機溶
媒電池の正極、とりわけその正極活物質の提供を
目的とする。
すなわち、本発明の有機溶媒電池の正極は、活
物質がケイ素又はケイ素化合物の少なくとも１種
を、ケイ素に換算して1.5〜７重量％を含有する
FeO2を含むことを特徴とするものである。
物質がケイ素又はケイ素化合物の少なくとも１種
を、ケイ素に換算して1.5〜７重量％を含有する
FeO2を含むことを特徴とするものである。
本発明にかかる正極活物質においては、FeS2
に含有されるケイ素又はケイ素化合物が、理由は
明らかではないが、放電末期の作動電圧の緩慢な
低下を防止して作動電圧を長期に亘り一定値に維
持する作用を果たすものと考えられる。
に含有されるケイ素又はケイ素化合物が、理由は
明らかではないが、放電末期の作動電圧の緩慢な
低下を防止して作動電圧を長期に亘り一定値に維
持する作用を果たすものと考えられる。
ケイ素源としては、金属ケイ素、二酸化ケイ
素、ケイ素コバルトなどのケイ素化合物があげら
れる。
素、ケイ素コバルトなどのケイ素化合物があげら
れる。
これらのケイ素源は、単独でFeS2に含有され
てもよいし、２種以上が混合されて含有されても
よい。このとき、含有量は、ケイ素に換算して
FeS2に対し1.5〜７重量％である。1.5重量％未満
では上述の作動電圧の維持効果が薄く、７重量％
を越えて用いてもそれなりの効果増はなく、活物
質濃度を下げるだけである。
てもよいし、２種以上が混合されて含有されても
よい。このとき、含有量は、ケイ素に換算して
FeS2に対し1.5〜７重量％である。1.5重量％未満
では上述の作動電圧の維持効果が薄く、７重量％
を越えて用いてもそれなりの効果増はなく、活物
質濃度を下げるだけである。
ケイ素源をFeS2に含有せしめる方法としては、
例えば次のような方法、すなわち、FeS2の粉
末とケイ素源（例えば金属ケイ素；二酸化ケイ素
など）の粉末を所定のケイ素含有量になるように
秤量して、これらを充分混合した後、得られた混
合粉末を例えば封管中で加熱処理する、また
は、所定濃度にケイ素化合物（例えばメタケイ酸
カリウム）を溶解して成る溶液中に、FeS2の粉
末を懸濁せしめて、該粉末表面に該ケイ素化合物
を被着せしめ、ついでこれを炉取・乾燥する方法
等がある。
例えば次のような方法、すなわち、FeS2の粉
末とケイ素源（例えば金属ケイ素；二酸化ケイ素
など）の粉末を所定のケイ素含有量になるように
秤量して、これらを充分混合した後、得られた混
合粉末を例えば封管中で加熱処理する、また
は、所定濃度にケイ素化合物（例えばメタケイ酸
カリウム）を溶解して成る溶液中に、FeS2の粉
末を懸濁せしめて、該粉末表面に該ケイ素化合物
を被着せしめ、ついでこれを炉取・乾燥する方法
等がある。
更には、FeS2にケイ素を含有せしめると、得
られたFeS2は熱的安定性が向上し、例えば空気
中で350℃に加熱しても熱分解しないので、含有
する水分の除去操作が円滑に行なえるようにな
り、その結果、特性に優れる活物質を得ることが
できる。
られたFeS2は熱的安定性が向上し、例えば空気
中で350℃に加熱しても熱分解しないので、含有
する水分の除去操作が円滑に行なえるようにな
り、その結果、特性に優れる活物質を得ることが
できる。
また、正極活物質は、上記の他、FeS2とCuO，
Cu2SあるいはBi2O3とを混合して用いてもよい。
Cu2SあるいはBi2O3とを混合して用いてもよい。
このようにして得られた正極活物質に、常用の
導電剤及び結着剤を混合した後、成形して本発明
の正極が製造される。
導電剤及び結着剤を混合した後、成形して本発明
の正極が製造される。
以下に本発明を、第１図に示した有機溶媒電池
の１例に則して更に詳しく説明する。
の１例に則して更に詳しく説明する。
実施例
硫酸鉄粉末100ｇ、三硫化カリウム粉末120ｇ、
金属ケイ素粉末3.5ｇを混合した。次にこの混合
粉末を石英製封管中に密封収納後、全体を加熱処
理した。得られた処理粉末を水洗して副生成物や
余剰の三硫化カリウム等を除去した後乾燥した。
金属ケイ素粉末3.5ｇを混合した。次にこの混合
粉末を石英製封管中に密封収納後、全体を加熱処
理した。得られた処理粉末を水洗して副生成物や
余剰の三硫化カリウム等を除去した後乾燥した。
ついで、この粉末を300℃、８時間加熱処理し
て水分を除去した後、これを90.6重量％、黒鉛粉
末7.4重量％及びポリテトラフルオロエチレン粉
末2.0重量％の配合比で配合し、Ｖミキサーで混
合した。得られた混合粉末を常法により加圧成形
して、直径15mm、厚み0.4mmの正極ペレツトを作
製した。
て水分を除去した後、これを90.6重量％、黒鉛粉
末7.4重量％及びポリテトラフルオロエチレン粉
末2.0重量％の配合比で配合し、Ｖミキサーで混
合した。得られた混合粉末を常法により加圧成形
して、直径15mm、厚み0.4mmの正極ペレツトを作
製した。
次に、第１図に示したように、正極１と金属リ
チウム円板２（負極）を、1M過塩素酸リチウム
を溶解したプロピレンカーボネート及び１，２−
ジメトキシエタンとから成る混合電解液を含浸・
保持せしめたポリプロピレン製セパレータ３を介
して積層し、これらをステンレスステイール製の
ケース４に収納した後、ケース４には負極端子も
兼ねるステンレス板５（負極封口板）を端部周縁
に設けたガスケツト６を介して冠着し、更にケー
ス４の開口端を内側方向に折り曲げて封口して、
直径20mm総高1.6mmの有機溶媒電池を組立てた。
チウム円板２（負極）を、1M過塩素酸リチウム
を溶解したプロピレンカーボネート及び１，２−
ジメトキシエタンとから成る混合電解液を含浸・
保持せしめたポリプロピレン製セパレータ３を介
して積層し、これらをステンレスステイール製の
ケース４に収納した後、ケース４には負極端子も
兼ねるステンレス板５（負極封口板）を端部周縁
に設けたガスケツト６を介して冠着し、更にケー
ス４の開口端を内側方向に折り曲げて封口して、
直径20mm総高1.6mmの有機溶媒電池を組立てた。
なお、電池の組立ては、相対湿度１％以下の乾
燥空気中で行なつた。
燥空気中で行なつた。
比較のために、金属ケイ素粉末を用いず上記と
同様の方法で得られたFeS2を活物質として同様
に正極を調製し、これを用いて上記と同様にして
有機溶媒電池を組立てた。
同様の方法で得られたFeS2を活物質として同様
に正極を調製し、これを用いて上記と同様にして
有機溶媒電池を組立てた。
これら２個の有機溶媒電池に、6.5kΩの負荷を
接続し、常温（25℃）で低負荷放電を行なつた。
それぞれの電池の放電特性（作動電圧の経時変
化）を測定し、その結果を第２図に示した。
接続し、常温（25℃）で低負荷放電を行なつた。
それぞれの電池の放電特性（作動電圧の経時変
化）を測定し、その結果を第２図に示した。
第２図から明らかなように、本発明の正極を用
いた有機溶媒電池は、比較例の電池に比べて一定
の作動電圧の持続時間が長く放電平坦性にすぐれ
ることが判明した。
いた有機溶媒電池は、比較例の電池に比べて一定
の作動電圧の持続時間が長く放電平坦性にすぐれ
ることが判明した。
第１図は、有機溶媒電池の１例の縦断面図、第
２図は、本発明の正極を用いた有機溶媒電池の放
電特性(A)及び比較例の有機溶媒電池の放電特性(B)
である。 １……正極、２……負極、３……セパレータ、
４……ケース、５……負極封口板、６……ガスケ
ツト。
２図は、本発明の正極を用いた有機溶媒電池の放
電特性(A)及び比較例の有機溶媒電池の放電特性(B)
である。 １……正極、２……負極、３……セパレータ、
４……ケース、５……負極封口板、６……ガスケ
ツト。
Claims (1)
- １ 活物質が、ケイ素又はケイ素化合物の少くと
も１種を、ケイ素に換算して1.5〜７重量％含有
する二硫化鉄を含むことを特徴とする有機溶媒電
池の正極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56041681A JPS57157466A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Positive electrode for organic solvent battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56041681A JPS57157466A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Positive electrode for organic solvent battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57157466A JPS57157466A (en) | 1982-09-29 |
| JPH0316745B2 true JPH0316745B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=12615164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56041681A Granted JPS57157466A (en) | 1981-03-24 | 1981-03-24 | Positive electrode for organic solvent battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57157466A (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2465327A1 (fr) * | 1979-09-11 | 1981-03-20 | Comp Generale Electricite | Generateur electrochimique a electrolyte non aqueux |
| JPS56128577A (en) * | 1980-03-12 | 1981-10-08 | Japan Storage Battery Co Ltd | Battery |
-
1981
- 1981-03-24 JP JP56041681A patent/JPS57157466A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57157466A (en) | 1982-09-29 |
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