JPH04215253A - 電池 - Google Patents
電池Info
- Publication number
- JPH04215253A JPH04215253A JP2409718A JP40971890A JPH04215253A JP H04215253 A JPH04215253 A JP H04215253A JP 2409718 A JP2409718 A JP 2409718A JP 40971890 A JP40971890 A JP 40971890A JP H04215253 A JPH04215253 A JP H04215253A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- battery
- thickness
- metal
- present
- 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
Links
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
Landscapes
- Cell Electrode Carriers And Collectors (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
【０００１】
【技術分野】本発明は、改良された集電体を用いた電池
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】一次電池や二次電池におけ
る集電体として、エキスパンドメタルや、金属メッシュ
を用いることは広く知られている（特開昭５７−１１４
７３号、特開昭６１−１５１９７５号）。一方、電極と
しては、できるだけ厚みの薄いものが要望されており、
この要望は特にスパイラル型構造の電極に関して大きい
。その理由は、スパイラル構造電極は、同一直径で巻取
ると、その厚みの薄い方が巻取り長さをより長くするこ
とができるため、正極及び負極の対向面積が大きくなり
、その結果、大電流放電や大電流充電が可能となるから
である
る集電体として、エキスパンドメタルや、金属メッシュ
を用いることは広く知られている（特開昭５７−１１４
７３号、特開昭６１−１５１９７５号）。一方、電極と
しては、できるだけ厚みの薄いものが要望されており、
この要望は特にスパイラル型構造の電極に関して大きい
。その理由は、スパイラル構造電極は、同一直径で巻取
ると、その厚みの薄い方が巻取り長さをより長くするこ
とができるため、正極及び負極の対向面積が大きくなり
、その結果、大電流放電や大電流充電が可能となるから
である
【０００３】しかし、従来の前記エキスパンドメタルや
金属メッシュ等の金属材料からなる集電体を用いて作製
した電極では、その厚みを薄くするには限界があり、前
記のような要望を満たすことは困難であった。金属材料
の集電体では、その切断部分や端部のバリがセパレータ
ーを損傷させて内部短絡の原因となるので、活物質をそ
の表面に厚く付着させることが必要になり、その結果、
電極の厚みは必然的に大きいものとなった。電極の厚み
を薄くするために、集電体として金属箔を用いた電極も
知られているが、この電極の場合、その構造上集電効果
に劣る上に、活物質との接着性が悪いという問題もあり
、さらにコスト高になるという問題もある。
金属メッシュ等の金属材料からなる集電体を用いて作製
した電極では、その厚みを薄くするには限界があり、前
記のような要望を満たすことは困難であった。金属材料
の集電体では、その切断部分や端部のバリがセパレータ
ーを損傷させて内部短絡の原因となるので、活物質をそ
の表面に厚く付着させることが必要になり、その結果、
電極の厚みは必然的に大きいものとなった。電極の厚み
を薄くするために、集電体として金属箔を用いた電極も
知られているが、この電極の場合、その構造上集電効果
に劣る上に、活物質との接着性が悪いという問題もあり
、さらにコスト高になるという問題もある。
【０００４】
【発明の課題】本発明は、前記した従来の電極に見られ
る問題を解決し、実用性ある薄型構造の電極を提供する
ことをその課題とする。
る問題を解決し、実用性ある薄型構造の電極を提供する
ことをその課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、金属薄膜で被覆さ
れた織布や不織布を電極の集電体として用いることによ
り、その課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成
するに至った。
を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、金属薄膜で被覆さ
れた織布や不織布を電極の集電体として用いることによ
り、その課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成
するに至った。
【０００６】即ち、本発明によれば、正極と負極の少な
くとも一方の電極の集電体として、金属薄膜で被覆した
シート状繊維材料を用いたことを特徴とする電池が提供
される。
くとも一方の電極の集電体として、金属薄膜で被覆した
シート状繊維材料を用いたことを特徴とする電池が提供
される。
【０００７】本発明の電極は、金属薄膜を表面に有する
シート状繊維材料を集電体として用いたものである。こ
の場合、繊維としては、従来公知の種々のもの、例えば
、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリフェニレンサルファイド等の各種合成樹脂か
ら形成したものが挙げられる。繊維の太さは微細な程好
ましい。繊維材料の厚みは、１０〜２００μｍ、好まし
くは２０〜５０μｍである。この繊維材料の厚みが薄す
ぎると機械的強度が低くなり、一方、厚すぎると薄型電
極を得るという本発明の目的を達成することができない
。シート状繊維材料には、織布、編布、不織布等が包含
される。この繊維材料の表面に被覆する金属は、導電性
を示すものであれば任意のものが用いられる。その具体
例としては、例えば、銅、ニッケル、金、銀、アルミニ
ウム、それらの合金、ＳＵＳ等が挙げられる。繊維材料
に対する金属被覆は、化学めっき法や、化学めっき法と
電気めっき法との組合せ、蒸着法等の従来公知の方法に
よって行うことができる。また、あらかじめ金属被覆さ
れた繊維を用いて形成された繊維材料も本発明における
集電体として好ましく使用される。繊維表面に形成され
る金属被膜の厚さは、できるだけ薄くするのが好ましい
。
シート状繊維材料を集電体として用いたものである。こ
の場合、繊維としては、従来公知の種々のもの、例えば
、ポリエステル、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリフェニレンサルファイド等の各種合成樹脂か
ら形成したものが挙げられる。繊維の太さは微細な程好
ましい。繊維材料の厚みは、１０〜２００μｍ、好まし
くは２０〜５０μｍである。この繊維材料の厚みが薄す
ぎると機械的強度が低くなり、一方、厚すぎると薄型電
極を得るという本発明の目的を達成することができない
。シート状繊維材料には、織布、編布、不織布等が包含
される。この繊維材料の表面に被覆する金属は、導電性
を示すものであれば任意のものが用いられる。その具体
例としては、例えば、銅、ニッケル、金、銀、アルミニ
ウム、それらの合金、ＳＵＳ等が挙げられる。繊維材料
に対する金属被覆は、化学めっき法や、化学めっき法と
電気めっき法との組合せ、蒸着法等の従来公知の方法に
よって行うことができる。また、あらかじめ金属被覆さ
れた繊維を用いて形成された繊維材料も本発明における
集電体として好ましく使用される。繊維表面に形成され
る金属被膜の厚さは、できるだけ薄くするのが好ましい
。
【０００８】本発明で集電体として用いる表面に金属薄
膜を有するシート状繊維材料は、微細空隙（微細孔）を
有するものであり、その空隙の寸法は、１００〜１００
０μｍの範囲に規定するのがよい。これより小さな空隙
では活物質の充填が困難になり、一方前記範囲より大き
い空隙では活物質を充填して電極とした時に、金属被膜
を有する導電性繊維間に充填した活物質の繊維間距離が
長くなることから、電極の内部抵抗が増加するので好ま
しくない。
膜を有するシート状繊維材料は、微細空隙（微細孔）を
有するものであり、その空隙の寸法は、１００〜１００
０μｍの範囲に規定するのがよい。これより小さな空隙
では活物質の充填が困難になり、一方前記範囲より大き
い空隙では活物質を充填して電極とした時に、金属被膜
を有する導電性繊維間に充填した活物質の繊維間距離が
長くなることから、電極の内部抵抗が増加するので好ま
しくない。
【０００９】本発明で用いる電極は、前記した表面に金
属薄膜を有するシート状繊維材料に対して、活物質を結
合させることによって作製される。活物質としては、従
来公知のものが用いられる。例えば、正極活物質として
は、ＭｎＯ２、Ｃｒ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、ＣｏＳ２、Ｔｉ
Ｓ、ＦｅＳ２、ＭｏＳ２、ＨｇＯ、Ａｇ２Ｏ、（ＣＩ）
ｎ、ＣｕＯ、ＰｂＯ２、ＮｉＯＨＯ、Ｓ、ＦｅＳ２、活
性炭、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ−３−メチル
チオフェン、ポリジフェニルベンジジン、メタロセンポ
リマー等が挙げられる。負極活物質としては、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属や、Ｌｉと、Ａｌ、
Ｍｇ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｉｎ等との合金、ポリアセチ
レン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレン、ポリピリ
ジン、ポリアセン、グラファイト、ピッチコークス等が
挙げられる。
属薄膜を有するシート状繊維材料に対して、活物質を結
合させることによって作製される。活物質としては、従
来公知のものが用いられる。例えば、正極活物質として
は、ＭｎＯ２、Ｃｒ２Ｏ５、Ｖ２Ｏ５、ＣｏＳ２、Ｔｉ
Ｓ、ＦｅＳ２、ＭｏＳ２、ＨｇＯ、Ａｇ２Ｏ、（ＣＩ）
ｎ、ＣｕＯ、ＰｂＯ２、ＮｉＯＨＯ、Ｓ、ＦｅＳ２、活
性炭、ポリアニリン、ポリピロール、ポリ−３−メチル
チオフェン、ポリジフェニルベンジジン、メタロセンポ
リマー等が挙げられる。負極活物質としては、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｚｎ等の金属や、Ｌｉと、Ａｌ、
Ｍｇ、Ｐｂ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｉｎ等との合金、ポリアセチ
レン、ポリチオフェン、ポリパラフェニレン、ポリピリ
ジン、ポリアセン、グラファイト、ピッチコークス等が
挙げられる。
【００１０】シート状繊維材料に対して活物質を結合さ
せて電極を作製する方法は、従来公知の方法に従って実
施することができる。例えば、ＭｎＯ２を活物質として
含む正極を得る場合、ＭｎＯ２の粉体と、カーボンブラ
ックや、グラファイト等の導電材と、テフロンディスパ
ージョンとを所定割合で混練し、この混練物を繊維材料
表面に塗布し、加圧ローラーにより厚みを均一にし、乾
燥すればよい。一方、リチウム負極を得る場合には、リ
チウム箔又はリチウム合金箔を繊維材料表面に重ね、加
圧して一体化すればよい。他の活物質を用いた電極も前
記と同様にして得ることができる。
せて電極を作製する方法は、従来公知の方法に従って実
施することができる。例えば、ＭｎＯ２を活物質として
含む正極を得る場合、ＭｎＯ２の粉体と、カーボンブラ
ックや、グラファイト等の導電材と、テフロンディスパ
ージョンとを所定割合で混練し、この混練物を繊維材料
表面に塗布し、加圧ローラーにより厚みを均一にし、乾
燥すればよい。一方、リチウム負極を得る場合には、リ
チウム箔又はリチウム合金箔を繊維材料表面に重ね、加
圧して一体化すればよい。他の活物質を用いた電極も前
記と同様にして得ることができる。
【００１１】本発明の電池は、前記のようにして得た正
極と負極とをセパレータを介して積層し、電解液ととも
に電池缶内に封入すればよい。この場合、セパセーター
としては、従来公知のもの、例えば、微孔性ポリプロピ
レン膜や、微孔性ポリエチレン膜、ポリアミド不織布、
紙等が用いられる。本発明の電池は、スパイラル電極構
造のものであることができる他、シート型やコイン型の
電池、さらにガム型（角型）電池であることができる。
極と負極とをセパレータを介して積層し、電解液ととも
に電池缶内に封入すればよい。この場合、セパセーター
としては、従来公知のもの、例えば、微孔性ポリプロピ
レン膜や、微孔性ポリエチレン膜、ポリアミド不織布、
紙等が用いられる。本発明の電池は、スパイラル電極構
造のものであることができる他、シート型やコイン型の
電池、さらにガム型（角型）電池であることができる。
【００１２】
【実施例】次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明
する。
する。
【００１３】
【実施例１】熱処理電解二酸化マンガン８０重量部、グ
ラファイト１０重量部及び６０％テフロンディスパージ
ョン１０重量部を充分に混練し、この混練物を、ニッケ
ルメッキポリエステル織布（厚さ：６４μｍ、ニッケル
付着量：６．４ｇ／ｍ２、三菱電線工業（株）製）の両
面に塗設し、幅：４５ｍｍ、長さ：４０ｃｍ、厚さ：８
０μｍの正極を作成した。
ラファイト１０重量部及び６０％テフロンディスパージ
ョン１０重量部を充分に混練し、この混練物を、ニッケ
ルメッキポリエステル織布（厚さ：６４μｍ、ニッケル
付着量：６．４ｇ／ｍ２、三菱電線工業（株）製）の両
面に塗設し、幅：４５ｍｍ、長さ：４０ｃｍ、厚さ：８
０μｍの正極を作成した。
【００１４】この正極と負極としてのリチウム箔とをそ
の間にポリプロピレン製セパレーターをはさんで積層し
、スパイラル構造の電極を作り、これを電解液とともに
単−３の電池缶に収納した。この場合、電解液としては
、ジメトキシエタン５０重量部とプロピレンカーボネー
ト５０重量部との混合溶媒にＬｉＢＦ４を１ｍｏｌ／ｌ
の割合で溶解した溶液を用いた。このリチウム電池の短
絡電流値は１９．８Ａであった。また、この短絡電流値
測定後、電池を分解してセパレーターの状態を観察した
ところ、損傷はなかった。
の間にポリプロピレン製セパレーターをはさんで積層し
、スパイラル構造の電極を作り、これを電解液とともに
単−３の電池缶に収納した。この場合、電解液としては
、ジメトキシエタン５０重量部とプロピレンカーボネー
ト５０重量部との混合溶媒にＬｉＢＦ４を１ｍｏｌ／ｌ
の割合で溶解した溶液を用いた。このリチウム電池の短
絡電流値は１９．８Ａであった。また、この短絡電流値
測定後、電池を分解してセパレーターの状態を観察した
ところ、損傷はなかった。
【００１５】
【実施例２】ＳＵＳを蒸着したナイロン織布（スパッタ
厚さ：０．２μｍ、織布厚：５０μｍ、ＮＢＣ工業社製
）に、厚さ：５０μｍのリチウム箔を圧着し、幅：４５
ｍｍ、長さ：４０ｃｍ、厚さ：８０μｍの負極を作成し
た。次に、この負極と、実施例１で示した正極、セパレ
ーター及び電解液を用いて、実施例１と同様にしてリチ
ウム電池を作った。この電池の短絡電流値は２１．２Ａ
であった。また、この短絡電流値測定後、電池を分解し
てセパレーターの状態を観察したところ、損傷はなかっ
た。
厚さ：０．２μｍ、織布厚：５０μｍ、ＮＢＣ工業社製
）に、厚さ：５０μｍのリチウム箔を圧着し、幅：４５
ｍｍ、長さ：４０ｃｍ、厚さ：８０μｍの負極を作成し
た。次に、この負極と、実施例１で示した正極、セパレ
ーター及び電解液を用いて、実施例１と同様にしてリチ
ウム電池を作った。この電池の短絡電流値は２１．２Ａ
であった。また、この短絡電流値測定後、電池を分解し
てセパレーターの状態を観察したところ、損傷はなかっ
た。
【００１６】
【比較例１】厚さ：３０μｍのＳＵＳエキスパンドメタ
ルの両面に、実施例１で示した二酸化マンガン混練物を
塗設して、厚さ：３２０μｍ、幅：４５ｍｍ、長さ：４
０ｃｍの正極を作成した。次に、この正極と、負極とし
ての幅：４５ｍｍ、長さ：４０ｃｍ、厚さ：５０μｍの
リチウム箔と、実施例１で示したポリプロピレン製セパ
レーターを用いてスパイラル構造の電極を作成したが、
電極は単−３の電池缶には収納できず、単−３の電池缶
に収納するには長さを２０ｃｍとしてスパイラル構造電
極とすることが必要であった。しかし、このスパイラル
構造電極を収納して形成した電池は、内部短絡を起して
いた。そこで、この電池を分解して内部を観察したとこ
ろ、正極端部のエキスパンドメタルによりセパレーター
が破られ、正極とリチウムとが接触していることが観察
された。
ルの両面に、実施例１で示した二酸化マンガン混練物を
塗設して、厚さ：３２０μｍ、幅：４５ｍｍ、長さ：４
０ｃｍの正極を作成した。次に、この正極と、負極とし
ての幅：４５ｍｍ、長さ：４０ｃｍ、厚さ：５０μｍの
リチウム箔と、実施例１で示したポリプロピレン製セパ
レーターを用いてスパイラル構造の電極を作成したが、
電極は単−３の電池缶には収納できず、単−３の電池缶
に収納するには長さを２０ｃｍとしてスパイラル構造電
極とすることが必要であった。しかし、このスパイラル
構造電極を収納して形成した電池は、内部短絡を起して
いた。そこで、この電池を分解して内部を観察したとこ
ろ、正極端部のエキスパンドメタルによりセパレーター
が破られ、正極とリチウムとが接触していることが観察
された。
【００１７】
【発明の効果】本発明の電池は、正極と負極の少なくと
も一方の電極の集電体として金属薄膜で被覆したシート
状繊維材料を用いて、その電極を薄型構造にしたもので
あり、その結果、正極と負極の対向面積が大きくなり、
大電流放電や大電流充電が可能となったものである。
も一方の電極の集電体として金属薄膜で被覆したシート
状繊維材料を用いて、その電極を薄型構造にしたもので
あり、その結果、正極と負極の対向面積が大きくなり、
大電流放電や大電流充電が可能となったものである。
Claims (1)
- 【請求項１】 正極と負極の少なくとも一方の電極の
集電体として、金属薄膜で被覆したシート状繊維材料を
用いたことを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2409718A JPH04215253A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2409718A JPH04215253A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04215253A true JPH04215253A (ja) | 1992-08-06 |
Family
ID=18519013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2409718A Pending JPH04215253A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04215253A (ja) |
-
1990
- 1990-12-11 JP JP2409718A patent/JPH04215253A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7033702B2 (en) | Particulate electrode including electrolyte for a rechargeable lithium battery | |
| JP3619000B2 (ja) | 電極構造体、二次電池及びそれらの製造方法 | |
| US4960655A (en) | Lightweight batteries | |
| US5262255A (en) | Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery | |
| JP2003282064A (ja) | 複合集電体 | |
| DE112012000869T5 (de) | Poröser Aluminiumkörper mit dreidimensionalem Netzwerk, Elektrode, die den porösen Aluminiumkörper verwendet, und Batterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt, Kondensator und Lithium-Ionen-Kondensator mit nicht-wässriger elektrolytischer Lösung, die jeweils die Elektrode verwenden | |
| JPH05266879A (ja) | 複合電極及び電池 | |
| DE112012000878T5 (de) | Elektrode für elektrochemische Vorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung | |
| JP2001155739A (ja) | 二次電池用正極および二次電池 | |
| KR20080079200A (ko) | 전극 구조체 및 그 제조 방법과, 전지 및 그 제조 방법 | |
| DE112012000851T5 (de) | Poröser Aluminiumkörper mit dreidimensionalem Netzwerk, Elektrode, die den porösen Aluminiumkörper verwendet, und Batterie mit nicht-wässrigem Elektrolyt, Kondensator, der eine nicht-wässrige elektrolytische Lösung verwendet und Lithium-Ionen-Kondensator, der eine nicht-wässrige elektrolytische Lösung verwendet, die jeweils die Elektrode verwenden | |
| JP4561041B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2012174577A (ja) | リチウム二次電池用負極電極板、負極およびリチウム二次電池 | |
| JP3157079B2 (ja) | リチウム二次電池の製造方法 | |
| JP2019175838A (ja) | 負極及び硫化物固体電池 | |
| JP3664402B2 (ja) | 非水電解液二次電池用負極及びその製造方法並びに非水電解液二次電池 | |
| JP6643174B2 (ja) | リチウムイオン二次電池の製造方法 | |
| WO2023074846A1 (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP4039893B2 (ja) | 高容量負極 | |
| JP2010171154A (ja) | キャパシタ | |
| JP4003276B2 (ja) | 電池用電極およびそれを用いた二次電池 | |
| WO2018066390A1 (ja) | 双極型電極 | |
| CN118380533A (zh) | 锂离子二次电池用负极、锂离子二次电池用负极的制造方法和锂离子二次电池 | |
| JPH04215253A (ja) | 電池 | |
| CN117730428A (zh) | 二次电池用正极和二次电池 |