JPH042050A - 有機電解質一次電池 - Google Patents
有機電解質一次電池Info
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- JPH042050A JPH042050A JP2101993A JP10199390A JPH042050A JP H042050 A JPH042050 A JP H042050A JP 2101993 A JP2101993 A JP 2101993A JP 10199390 A JP10199390 A JP 10199390A JP H042050 A JPH042050 A JP H042050A
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- lithium
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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。
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、有機電解質一次電池の改良に関するものであ
る。
る。
従来の技術
リチウムを負極活物質とする有機電解質電池は、リチウ
ムの電極電位が、金属中で最も低く、単位重量当たシの
電気容量が大きいために、高エネルギー密度を有する電
池の一つとして知られている。
ムの電極電位が、金属中で最も低く、単位重量当たシの
電気容量が大きいために、高エネルギー密度を有する電
池の一つとして知られている。
そのため、電子ウォッチや各種メモリバックアップ用電
源として需要が伸びつつある。しかしながら、この種の
電池は一般に、放電の進行に伴うリチウム表面積の低下
や、高温高湿下での保存によってリチウム表面にリチウ
ム酸化被膜が形成されることにより、内部抵抗が上昇す
るという問題がある。この内部抵抗の上昇によシ、電子
ウォッチなどのパルス放電を行った際に電圧の降下が大
きくなり、電池容量を最後まで有効に使えなくなる。
源として需要が伸びつつある。しかしながら、この種の
電池は一般に、放電の進行に伴うリチウム表面積の低下
や、高温高湿下での保存によってリチウム表面にリチウ
ム酸化被膜が形成されることにより、内部抵抗が上昇す
るという問題がある。この内部抵抗の上昇によシ、電子
ウォッチなどのパルス放電を行った際に電圧の降下が大
きくなり、電池容量を最後まで有効に使えなくなる。
このような問題を解消するために、リチウムの正極側表
面にアルミニウムを載置し、合金層の形成によシ発生す
る微細化状態によシ負極の反応表面積を増大させ、内部
抵抗を低下させるという提案がなされている。
面にアルミニウムを載置し、合金層の形成によシ発生す
る微細化状態によシ負極の反応表面積を増大させ、内部
抵抗を低下させるという提案がなされている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記のように、アルミニウムとリチウム
の合金層の形成により、負極表面を微細化した場合、ア
ルミニウムの種類によっては微細化したアルはニウムと
リチウムの合金が負極表面より離脱してセパレータを通
り抜けて、正極表面にまで達し、内部短絡を生じるとい
う問題があったＯ また、この問題を解決するために、離脱したアルミニウ
ムとリチウムの合金より孔径の小さい微孔性の樹脂フィ
ルムをセパレータに用いることが提案されている。この
方法によれば、内部短絡は防止できるものの、セパレー
タの孔径が従来よシ用いられている不繊布に比べて小さ
くなる。そのために電池の内部抵抗が上昇してしまい、
電池の内部抵抗を低下させるという本来の目的に対して
、十分な効果を得ることができなくなるという問題があ
った。
の合金層の形成により、負極表面を微細化した場合、ア
ルミニウムの種類によっては微細化したアルはニウムと
リチウムの合金が負極表面より離脱してセパレータを通
り抜けて、正極表面にまで達し、内部短絡を生じるとい
う問題があったＯ また、この問題を解決するために、離脱したアルミニウ
ムとリチウムの合金より孔径の小さい微孔性の樹脂フィ
ルムをセパレータに用いることが提案されている。この
方法によれば、内部短絡は防止できるものの、セパレー
タの孔径が従来よシ用いられている不繊布に比べて小さ
くなる。そのために電池の内部抵抗が上昇してしまい、
電池の内部抵抗を低下させるという本来の目的に対して
、十分な効果を得ることができなくなるという問題があ
った。
本発明は上記のような問題点を解消し、パルス特性に優
れた有機電解質一次電池を提供することを目的とする。
れた有機電解質一次電池を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、本発明では、二酸化マンガ
ン、フッ化黒鉛、酸化銅、硫化鉄、酸化ビスマスのうち
いずれか一つを生活物質とした正極と、セパレータと、
有機電解液と、リチウムを活物質とし、アルミニウムを
前記リチウムの正極側表面に載置した負極からなる電池
において、前記アルミニウムがＪＩＳ Ｈ０００１によ
る質別記号Ｈ１９、Ｈ２Ｓで表される圧延後に焼きな−
まし処理を全く行っていないか、あるいはわずかにしか
行っていないものを使用することにより、微細化した合
金が、負極表面より離脱して、セパレータを通シ抜ける
のを防止した電池を構成したものである。
ン、フッ化黒鉛、酸化銅、硫化鉄、酸化ビスマスのうち
いずれか一つを生活物質とした正極と、セパレータと、
有機電解液と、リチウムを活物質とし、アルミニウムを
前記リチウムの正極側表面に載置した負極からなる電池
において、前記アルミニウムがＪＩＳ Ｈ０００１によ
る質別記号Ｈ１９、Ｈ２Ｓで表される圧延後に焼きな−
まし処理を全く行っていないか、あるいはわずかにしか
行っていないものを使用することにより、微細化した合
金が、負極表面より離脱して、セパレータを通シ抜ける
のを防止した電池を構成したものである。
作用
上記アルミニウムを使用して電池を構成することにより
、微細化したアルミニウムとリチウムの合金が負極表面
よシ離脱し、セパレータを通り抜けて内部短絡を起こす
のを防止できる。
、微細化したアルミニウムとリチウムの合金が負極表面
よシ離脱し、セパレータを通り抜けて内部短絡を起こす
のを防止できる。
これは以下の理由によるものと考えられる。質別記号Ｈ
Ｆ９ ＃ Ｈ２Ｓで表されるアルミニウムは、質別記号
Ｈ１４（一般に％Ｈで表されるもの）や、０で表される
ものに比べて、加工硬化後の焼きなまし処理が全く行わ
れていないか、あるいはわずかにしか行われていないも
のである。そのため、これらの質別記号Ｈ１［１＊ Ｈ
２１３で表されるアルミニウムは、その結晶粒が微細で
あり、また、圧延による加工硬化のため、結晶粒が偏平
になっており、結晶粒と結晶粒の間に存在する粒界は、
非常に多く複雑に絡みあった状態となっている。
Ｆ９ ＃ Ｈ２Ｓで表されるアルミニウムは、質別記号
Ｈ１４（一般に％Ｈで表されるもの）や、０で表される
ものに比べて、加工硬化後の焼きなまし処理が全く行わ
れていないか、あるいはわずかにしか行われていないも
のである。そのため、これらの質別記号Ｈ１［１＊ Ｈ
２１３で表されるアルミニウムは、その結晶粒が微細で
あり、また、圧延による加工硬化のため、結晶粒が偏平
になっており、結晶粒と結晶粒の間に存在する粒界は、
非常に多く複雑に絡みあった状態となっている。
一方、アルミニウムとリチウムの合金が形成される過程
は、まずリチウムがアルミニウムの粒界に沿って拡散し
、次いで粒内に入りこむものと考えられる。この際、形
成された合金には、内部応力が発生し、割れが生じるが
、質別記号’Ｌ５．Ｈ２８で表されるアルミニウムでは
、粒界が非常に多く複雑に絡みあった状態となっている
ために、他の質別記号で表されるアルミニウムに比べて
、発生した内部応力による割れは、格段に生じにくく、
そのため、微粒子化しにくい。
は、まずリチウムがアルミニウムの粒界に沿って拡散し
、次いで粒内に入りこむものと考えられる。この際、形
成された合金には、内部応力が発生し、割れが生じるが
、質別記号’Ｌ５．Ｈ２８で表されるアルミニウムでは
、粒界が非常に多く複雑に絡みあった状態となっている
ために、他の質別記号で表されるアルミニウムに比べて
、発生した内部応力による割れは、格段に生じにくく、
そのため、微粒子化しにくい。
質別記号Ｈ１４ｅ’で表されるアルミニウムを使用した
場合には、形成されたアルにニウムとりチウムの合金の
粒径は４〜１６μｍと非常に小さくなる。しかし本発明
による質別記号ＨＳ ８ ｍ ”２ Ｂで表されるアル
ミニウムを使用した場合、形成されたアルミニウムとリ
チウムの合金の粒径は６０〜２００μｍ程度である。
場合には、形成されたアルにニウムとりチウムの合金の
粒径は４〜１６μｍと非常に小さくなる。しかし本発明
による質別記号ＨＳ ８ ｍ ”２ Ｂで表されるアル
ミニウムを使用した場合、形成されたアルミニウムとリ
チウムの合金の粒径は６０〜２００μｍ程度である。
そして、通常セパレータとして使用されている不織布の
最大孔径は３６μ閣程度なので、本発明による質別記号
Ｈ＋ ８ ＋ ”２ ｇで表されるアルミニウムを使用
した場合、微細化したアルεニウムトリチウムの合金が
セパレータを通シ抜けることはない０ 以上の点よシ、アルミニウムとリチウムの合金層を形成
しても、アルミニウムとリチウムの合金が、負極表面よ
シ離脱し、セパレータを通り抜けるのを防止でき、内部
抵抗が低く、パルス放電特性に優れた電池を得ることが
できるのである。
最大孔径は３６μ閣程度なので、本発明による質別記号
Ｈ＋ ８ ＋ ”２ ｇで表されるアルミニウムを使用
した場合、微細化したアルεニウムトリチウムの合金が
セパレータを通シ抜けることはない０ 以上の点よシ、アルミニウムとリチウムの合金層を形成
しても、アルミニウムとリチウムの合金が、負極表面よ
シ離脱し、セパレータを通り抜けるのを防止でき、内部
抵抗が低く、パルス放電特性に優れた電池を得ることが
できるのである。
実施例
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図は、リチウムー二酸化マンガン系のボタン形有機
電解質電池を示す。第１図において、１は厚さ０２５ｍ
ｍの片面にニッケルめっきしたステンレス鋼板を打ち抜
き加工した正極ケース、２は厚さ０２ｍ１ｌ＋の片面に
ニッケルめっきしたステンレス鋼板を打ち抜き加工した
負極封口板、３は負極活物質のリチウムで、封口板２の
内面に圧着固定されている。４はＪＩＳ 呼称１Ｎ３０
、質別記号Ｈ１８で表される圧延後に焼きなまし処理を
全く行っていないアルミニウムであり、３のリチウム表
面に載置している。６はポリプロピレン類の不織布よシ
なるセパレータであ）、従来より使用されている最大孔
径３５μｍのものを二枚重ねて使用した。６はポリプロ
ピレン類のガスケットであり、７は二酸化マンガンを主
体とした正極である。電解液にはプロピレンカーボネー
トと１．２−ジメトキシエタンとの混合有機溶媒に、過
塩素酸リチウムを溶解した液を使用し、電池サイズは、
外径２０ｍｍ、高さ１．６ｍｍとした。
電解質電池を示す。第１図において、１は厚さ０２５ｍ
ｍの片面にニッケルめっきしたステンレス鋼板を打ち抜
き加工した正極ケース、２は厚さ０２ｍ１ｌ＋の片面に
ニッケルめっきしたステンレス鋼板を打ち抜き加工した
負極封口板、３は負極活物質のリチウムで、封口板２の
内面に圧着固定されている。４はＪＩＳ 呼称１Ｎ３０
、質別記号Ｈ１８で表される圧延後に焼きなまし処理を
全く行っていないアルミニウムであり、３のリチウム表
面に載置している。６はポリプロピレン類の不織布よシ
なるセパレータであ）、従来より使用されている最大孔
径３５μｍのものを二枚重ねて使用した。６はポリプロ
ピレン類のガスケットであり、７は二酸化マンガンを主
体とした正極である。電解液にはプロピレンカーボネー
トと１．２−ジメトキシエタンとの混合有機溶媒に、過
塩素酸リチウムを溶解した液を使用し、電池サイズは、
外径２０ｍｍ、高さ１．６ｍｍとした。
実施例２
第１図の４に示されるアルミニウムに質別記号Ｈ２Ｂで
示される圧延後に焼きなまし処理をわずかに行ったもの
を使用した以外は、全て実施例１と同様に電池を構成し
た。
示される圧延後に焼きなまし処理をわずかに行ったもの
を使用した以外は、全て実施例１と同様に電池を構成し
た。
比較例１
第１図の４に示されるアルミニウムに質別記号Ｈ＋４で
表される圧延後に、強度がＨｌ、と０の中間になるよう
に焼きなまし処理したものを使用した以外は、全て実施
例１と同様に電池を構成した。
表される圧延後に、強度がＨｌ、と０の中間になるよう
に焼きなまし処理したものを使用した以外は、全て実施
例１と同様に電池を構成した。
比較例２
第１図の４に示されるアルミニウムに質別記号Ｏで表さ
れる、圧延後に完全に焼きなまし処理したものを使用し
た以外は、全て実施例１と同様に電池を構成した。
れる、圧延後に完全に焼きなまし処理したものを使用し
た以外は、全て実施例１と同様に電池を構成した。
上記実施例１，２および比較例１，２の電池を組み立て
、それぞれ組み立てた直後、１日後、１０日後における
内部短絡による電圧劣化の発生数を調べた結果を表１に
示す。試験に使用した電池は、それぞれ２００個ずつと
した。
、それぞれ組み立てた直後、１日後、１０日後における
内部短絡による電圧劣化の発生数を調べた結果を表１に
示す。試験に使用した電池は、それぞれ２００個ずつと
した。
表 １
表１に示されるように、質別記号Ｈ１８＋ Ｈ２８で表
されるアルミニウムを使用した場合には、内部短絡が全
く発生しない。しかし、質別記号Ｈ１４やＯで表される
アルミニウムを使用した場合には、発生の時期に差はあ
るものの、組み立てて１０日後に分解観察したところ、
質別記号Ｈ＋４や０で表されるアルミニウムを使用した
電池では、アルミニウムとリチウムの合金が微細化して
粉末状になったものが、セパレータを通り抜けて、正極
の負極側表面に多数見られた。一方、質別記号Ｈ１８゜
Ｈ２Ｂで表されるアルミニウムを使用したものは、その
ような現象は皆無であった。
されるアルミニウムを使用した場合には、内部短絡が全
く発生しない。しかし、質別記号Ｈ１４やＯで表される
アルミニウムを使用した場合には、発生の時期に差はあ
るものの、組み立てて１０日後に分解観察したところ、
質別記号Ｈ＋４や０で表されるアルミニウムを使用した
電池では、アルミニウムとリチウムの合金が微細化して
粉末状になったものが、セパレータを通り抜けて、正極
の負極側表面に多数見られた。一方、質別記号Ｈ１８゜
Ｈ２Ｂで表されるアルミニウムを使用したものは、その
ような現象は皆無であった。
比較例３
第１図の６に示されるセパレータにポリプロピレン類の
微孔性樹脂フィルムを使用した以外は、全て実施例１と
同様に電池を構成した。
微孔性樹脂フィルムを使用した以外は、全て実施例１と
同様に電池を構成した。
比較例４
第１図の４に示されるアルミニウムを使用しない以外は
、実施例１と同様に電池を構成した。
、実施例１と同様に電池を構成した。
上記実施例１および比較例３，４にお込て、電池組み立
て後１０日後の内部抵抗を調べた結果を表２に示す。
て後１０日後の内部抵抗を調べた結果を表２に示す。
表 ２
表２に示されるように、比較例３に示したセパレータに
ポリプロピレン製の微孔性樹脂フィルムを使用したもの
は、比較例４に示したアルミニウムを使用しないものに
比べると、内部抵抗は低くなっているものの、実施例１
に示した本発明による従来よシ用いられているポリプロ
ピレン製不織布を使用できるようにしたものに比べると
、高くなっている。
ポリプロピレン製の微孔性樹脂フィルムを使用したもの
は、比較例４に示したアルミニウムを使用しないものに
比べると、内部抵抗は低くなっているものの、実施例１
に示した本発明による従来よシ用いられているポリプロ
ピレン製不織布を使用できるようにしたものに比べると
、高くなっている。
また、第２図に実施例１．比較例３，４の電池を２０℃
で１５にΩの負荷で放電した場合の特性を示す。
で１５にΩの負荷で放電した場合の特性を示す。
第３図は、−２０℃で４７０ｇの負荷を６秒間かけた時
の閉路電圧の最低値を各放電深度ごとに示したものであ
る。
の閉路電圧の最低値を各放電深度ごとに示したものであ
る。
なお実施例では正極活物質に二酸化マンガンを使用した
例について述べたが、正極にフッ化黒鉛、酸化銅、硫化
鉄、酸化ビスマスを使用した場合でも同様の効果が得ら
れた。
例について述べたが、正極にフッ化黒鉛、酸化銅、硫化
鉄、酸化ビスマスを使用した場合でも同様の効果が得ら
れた。
発明の効果
以上のように、負極リチウムの正極側表面に載置するア
ルミニウムに質別記号ａ、 ８ ｅ Ｈ２Ｂで表される
ものを使用することにより、アルミニウムとリチウムが
合金層を形成して表面を微細化しても、アルミニウムと
リチウムの合金が負極表面より離脱して、内部短絡を生
じることはなく、内部抵抗が低く、パルス特性に優れた
有機電解質電池が得られた。
ルミニウムに質別記号ａ、 ８ ｅ Ｈ２Ｂで表される
ものを使用することにより、アルミニウムとリチウムが
合金層を形成して表面を微細化しても、アルミニウムと
リチウムの合金が負極表面より離脱して、内部短絡を生
じることはなく、内部抵抗が低く、パルス特性に優れた
有機電解質電池が得られた。
第１図は本発明の有機電解質電池の縦断面図、第２図は
本発明の実施例と比較例の放電特性を示す図、第３図は
各放電深度ごとの閉路電圧を示す図である。 １・・・・・・正極ケース、２・・・・・・封口板、３
・・−・・・負極、４・・・・・・アルミニウム、６・
・・・−・セパレータ、６・・・・・・ガスケット、７
・・・・・・正極。
本発明の実施例と比較例の放電特性を示す図、第３図は
各放電深度ごとの閉路電圧を示す図である。 １・・・・・・正極ケース、２・・・・・・封口板、３
・・−・・・負極、４・・・・・・アルミニウム、６・
・・・−・セパレータ、６・・・・・・ガスケット、７
・・・・・・正極。
Claims (1)
- 二酸化マンガン、フッ化黒鉛、酸化銅、硫化鉄、酸化ビ
スマスのうち少なくとも一つを主活物質とした正極と、
セパレータと、有機電解液と、リチウムを活物質とし、
アルミニウムを前記リチウムの正極側表面に載置した負
極からなる電池において、前記アルミニウムがＪＩＳＨ
０００１による質別記号Ｈ＿１＿８、Ｈ＿２＿８で表さ
れる圧延後に焼きなまし処理を全く行っていないか、あ
るいはわずかにしか行っていないものであることを特徴
とする有機電解質一次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2101993A JP2844829B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 有機電解質一次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2101993A JP2844829B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 有機電解質一次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042050A true JPH042050A (ja) | 1992-01-07 |
| JP2844829B2 JP2844829B2 (ja) | 1999-01-13 |
Family
ID=14315356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2101993A Expired - Lifetime JP2844829B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 有機電解質一次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2844829B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057110A1 (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウム一次電池およびその製造法 |
| JPWO2008029636A1 (ja) * | 2006-09-04 | 2010-01-21 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置 |
| WO2022270138A1 (ja) | 2021-06-22 | 2022-12-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 巻回型非水電解質電池 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63175349A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム−二酸化マンガン電池 |
| JPH01159962A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解質電池 |
| JPH01283765A (ja) * | 1988-05-11 | 1989-11-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 有機電解質電池 |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP2101993A patent/JP2844829B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63175349A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-19 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム−二酸化マンガン電池 |
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057110A1 (ja) * | 2004-11-26 | 2006-06-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | リチウム一次電池およびその製造法 |
| JPWO2006057110A1 (ja) * | 2004-11-26 | 2008-06-05 | 松下電器産業株式会社 | リチウム一次電池およびその製造法 |
| US8062793B2 (en) | 2004-11-26 | 2011-11-22 | Panasonic Corporation | Lithium primary battery and manufacturing method therefor |
| JP5422100B2 (ja) * | 2004-11-26 | 2014-02-19 | パナソニック株式会社 | リチウム一次電池およびその製造法 |
| JPWO2008029636A1 (ja) * | 2006-09-04 | 2010-01-21 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置 |
| WO2022270138A1 (ja) | 2021-06-22 | 2022-12-29 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 巻回型非水電解質電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2844829B2 (ja) | 1999-01-13 |
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