JPH0437553B2 - - Google Patents
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- JPH0437553B2 JPH0437553B2 JP57140918A JP14091882A JPH0437553B2 JP H0437553 B2 JPH0437553 B2 JP H0437553B2 JP 57140918 A JP57140918 A JP 57140918A JP 14091882 A JP14091882 A JP 14091882A JP H0437553 B2 JPH0437553 B2 JP H0437553B2
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- electrode
- deposit
- lithium
- particles
- metal
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0413—Large-sized flat cells or batteries for motive or stationary systems with plate-like electrodes
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0468—Compression means for stacks of electrodes and separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- 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
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電極ユニツトに関するものであり、
さらに詳しくはリチウム負極正極と非電解質とを
有した可逆性（すなわち再充電可能な性能）バツ
テリーセルの可逆性の改良に関するものである。
さらに詳しくはリチウム負極正極と非電解質とを
有した可逆性（すなわち再充電可能な性能）バツ
テリーセルの可逆性の改良に関するものである。
この形式のバツテリーセルにおいては放電時に
は負極からリチウムが剥離（すなわち電子的に分
離）され電解質を経て正極に至つて正極上に回収
される。また充電時にはリチウムが正極から解放
されて負極上に戻つて回収される。
は負極からリチウムが剥離（すなわち電子的に分
離）され電解質を経て正極に至つて正極上に回収
される。また充電時にはリチウムが正極から解放
されて負極上に戻つて回収される。
この種のリチウムバツテリーセルは使用するに
つれて除々に劣化し負極上のリチウムが剥離し難
くなる。すなわちある回数の放電充電を繰返すと
リチウムが電気化学的に不活性となり、このよう
な不活性化が従来リチウムバツテリーセルの寿命
を制約していた。
つれて除々に劣化し負極上のリチウムが剥離し難
くなる。すなわちある回数の放電充電を繰返すと
リチウムが電気化学的に不活性となり、このよう
な不活性化が従来リチウムバツテリーセルの寿命
を制約していた。
リチウムバツテリーセルの可逆性の度合（すな
わち完全な放電充電を繰返す回数の大きさ）は得
られる反転回数（すなわちリチウムの各部分が剥
離されて電極間を移転する平均回数）に比例す
る。従来のようなリチウムバツテリーセルの場合
には、このような不活性化の故に反転回数は2.5
回位である。このため放電充電回数も極めて制約
されてたものである。
わち完全な放電充電を繰返す回数の大きさ）は得
られる反転回数（すなわちリチウムの各部分が剥
離されて電極間を移転する平均回数）に比例す
る。従来のようなリチウムバツテリーセルの場合
には、このような不活性化の故に反転回数は2.5
回位である。このため放電充電回数も極めて制約
されてたものである。
例えば自由な状態（押圧力が掛かつていない）
のリチウム電極を用いた場合、ポリエチレンカー
ボネイト中に1MLiAsF6または1MLiClO4を含ん
だ電解質だと、バツテリーセルの最大反転回数
1.6〜2.5回位である。このような電極はバツテリ
ーセルの可逆性を向上できたら非常に好ましこと
である。
のリチウム電極を用いた場合、ポリエチレンカー
ボネイト中に1MLiAsF6または1MLiClO4を含ん
だ電解質だと、バツテリーセルの最大反転回数
1.6〜2.5回位である。このような電極はバツテリ
ーセルの可逆性を向上できたら非常に好ましこと
である。
さらに詳しく述べると、上記のようなバツテリ
ーセルにおけるリチウム負極は充電放電時に多孔
性の結集堆積物を形成し易い。この際負極が基体
となり堆積物は粒子状となる。
ーセルにおけるリチウム負極は充電放電時に多孔
性の結集堆積物を形成し易い。この際負極が基体
となり堆積物は粒子状となる。
従来のバツテリーセルの場合には、放電時に基
体に近い負極部分と正極に対面した負極前面部分
とからリチウムが剥離する。すると負極前面近く
の堆積粒子が負極から隔離されてしまい、電気化
学的に不活性となる。さらに基体近くでの好まし
くない剥離傾向も自動的に増大される。後述する
ように堆積物の負極からの剥離の度合は種々の要
因により左右される。
体に近い負極部分と正極に対面した負極前面部分
とからリチウムが剥離する。すると負極前面近く
の堆積粒子が負極から隔離されてしまい、電気化
学的に不活性となる。さらに基体近くでの好まし
くない剥離傾向も自動的に増大される。後述する
ように堆積物の負極からの剥離の度合は種々の要
因により左右される。
かかる事情に鑑みて、この発明の目的は上記形
式のバツテリーセルにおけるリチウムの不活性化
を抑制してその反転回数を大幅に増加させること
にある。
式のバツテリーセルにおけるリチウムの不活性化
を抑制してその反転回数を大幅に増加させること
にある。
このためにこの発明においては、均一電流密度
の正極を有したバツテリーセル中のリチウム負極
に少なくとも約50psiの圧縮力を掛けることを要
旨とするものである。
の正極を有したバツテリーセル中のリチウム負極
に少なくとも約50psiの圧縮力を掛けることを要
旨とするものである。
この発明によれば非常に顕著な効果が得られる
ものである。圧縮力を掛けることにより電極上の
結集堆積物の粒子は互いに近ずけられる。これに
よつて粒子間の電気抵抗が減少し、粒子から堆積
物を通つての金属イオン移動に対する抵抗の増加
を招く。従つてこの発明によれば電極外表面から
の（ということは堆積物前面からの）金属の剥離
が促進される 圧縮力が上記の値を超えると、リチウム電極が
変形する臨界圧力においては、メツキ組織が低圧
時に得られるそれとは顕著に異る。電子顕微鏡で
検査してみると、低圧下でリチウムを使つて得ら
れたメツキ堆積物は非常に多孔性であつて、粒子
は緩やかな小板か平板形状である。
ものである。圧縮力を掛けることにより電極上の
結集堆積物の粒子は互いに近ずけられる。これに
よつて粒子間の電気抵抗が減少し、粒子から堆積
物を通つての金属イオン移動に対する抵抗の増加
を招く。従つてこの発明によれば電極外表面から
の（ということは堆積物前面からの）金属の剥離
が促進される 圧縮力が上記の値を超えると、リチウム電極が
変形する臨界圧力においては、メツキ組織が低圧
時に得られるそれとは顕著に異る。電子顕微鏡で
検査してみると、低圧下でリチウムを使つて得ら
れたメツキ堆積物は非常に多孔性であつて、粒子
は緩やかな小板か平板形状である。
臨界圧力より上で得られたメツキ堆積物は全ん
ど無孔性である。粒子は円柱状でその軸は基体に
対して直交方向を向いている。これらの円柱は互
いに接近して結集しており、円柱の端面は基体面
と平行な無孔性の平滑面を構成している。このよ
うな堆積物は充電と放電とを数回繰返した後も維
持されている。
ど無孔性である。粒子は円柱状でその軸は基体に
対して直交方向を向いている。これらの円柱は互
いに接近して結集しており、円柱の端面は基体面
と平行な無孔性の平滑面を構成している。このよ
うな堆積物は充電と放電とを数回繰返した後も維
持されている。
リチウム電極を横切つて圧力が変動するような
特別な場合には、多孔性堆積物と平滑な円柱型堆
積物との間には屈きりとした境界が存在する。こ
のことからメツキ組織は臨界圧力に近い圧力によ
つて鋭敏に左右されることが分る。
特別な場合には、多孔性堆積物と平滑な円柱型堆
積物との間には屈きりとした境界が存在する。こ
のことからメツキ組織は臨界圧力に近い圧力によ
つて鋭敏に左右されることが分る。
例えばリチウムなどアルカリ金属のような電極
材料は、常温で液状の導金属イオン性電解質の存
在下では、熱力学的に不安定である。例えば液状
電解質はアルカリ金属と激しく反応してアルカリ
水酸化物と水素ガスを形成する。この反応はしば
しば激しさのあまり爆発を伴うことがる。しかし
一部の電解質はあまり激しくなく電極金属と反応
して金属電極の表面上に運動学的に安定な不活性
化膜を形成する。このような電解質は金属電極を
用いた実用的なバツテリーセルの形成に用いるこ
とができる。
材料は、常温で液状の導金属イオン性電解質の存
在下では、熱力学的に不安定である。例えば液状
電解質はアルカリ金属と激しく反応してアルカリ
水酸化物と水素ガスを形成する。この反応はしば
しば激しさのあまり爆発を伴うことがる。しかし
一部の電解質はあまり激しくなく電極金属と反応
して金属電極の表面上に運動学的に安定な不活性
化膜を形成する。このような電解質は金属電極を
用いた実用的なバツテリーセルの形成に用いるこ
とができる。
例えばこのような金属電解質バツテリーセルを
何回か反転させた後、電極の２個の部分は物理的
に隔離することができる。すなわち(1)中央の実質
的に無孔性の金属基体と(2)有孔性で各粒子が不活
性化膜を有した電解的に活性な金属粒子のメツキ
された結集堆積物とが、それである。
何回か反転させた後、電極の２個の部分は物理的
に隔離することができる。すなわち(1)中央の実質
的に無孔性の金属基体と(2)有孔性で各粒子が不活
性化膜を有した電解的に活性な金属粒子のメツキ
された結集堆積物とが、それである。
そのような金属電極が電解質にさらされると化
学反応が始まり、この反応により金属表面に不活
性化膜が形成される。この不活性化膜はイオンを
通すものの実質的には無孔性である。この膜は金
属粒子を電気化学的に隔離しようとする。粒子上
の膜の電性は、高過ぎる導線性による活性化反応
の増加と低過ぎる導電性による粒子の電気化学的
活性の現象との間で、平衡する。低導電性だと電
解質と金属との反応温度が減少するが、粒子の内
側よりも基体からの金属の剥離を促進する（粒子
間の高い接触抵抗の故に）。
学反応が始まり、この反応により金属表面に不活
性化膜が形成される。この不活性化膜はイオンを
通すものの実質的には無孔性である。この膜は金
属粒子を電気化学的に隔離しようとする。粒子上
の膜の電性は、高過ぎる導線性による活性化反応
の増加と低過ぎる導電性による粒子の電気化学的
活性の現象との間で、平衡する。低導電性だと電
解質と金属との反応温度が減少するが、粒子の内
側よりも基体からの金属の剥離を促進する（粒子
間の高い接触抵抗の故に）。
大きな反転回数(T)を得てかつ金属電極の面積を
小さくするためには（余分の不活性化金属を形成
する電解質との反応を抑えるために）、堆積物内
部または下側の無孔性基体の表面におけるよりも
堆積物の前面（外側）で電解質的に活性な金属の
剥離が選択的に起こるのが好ましい。前面で起き
ずに下側の基体で起きると、前面は堆積物の残余
の部部および基体との物理的接触を失い、この結
果前面は不活性となる。堆積物の圧縮強度を超え
て圧縮すると（すなわち堆積物を変形させてその
粒子を結集させると）、前面が選択的に剥離する
ようになる。
小さくするためには（余分の不活性化金属を形成
する電解質との反応を抑えるために）、堆積物内
部または下側の無孔性基体の表面におけるよりも
堆積物の前面（外側）で電解質的に活性な金属の
剥離が選択的に起こるのが好ましい。前面で起き
ずに下側の基体で起きると、前面は堆積物の残余
の部部および基体との物理的接触を失い、この結
果前面は不活性となる。堆積物の圧縮強度を超え
て圧縮すると（すなわち堆積物を変形させてその
粒子を結集させると）、前面が選択的に剥離する
ようになる。
バツテリーセルの作用中における電極各所から
の剥離を妨げるには３通りの抵抗要因がある。す
なわち (1) 堆積物の問題としている粒子と電流コレクタ
ーとの間の電気抵抗、 (2) 問題にしている粒子から多孔性堆積物を通つ
ての金属イオンの移動に伴うイオン抵抗、およ
び (3) 金属イオン粒子から剥離させて不活性化膜中
を運搬することに伴う抵抗 がそれである。
の剥離を妨げるには３通りの抵抗要因がある。す
なわち (1) 堆積物の問題としている粒子と電流コレクタ
ーとの間の電気抵抗、 (2) 問題にしている粒子から多孔性堆積物を通つ
ての金属イオンの移動に伴うイオン抵抗、およ
び (3) 金属イオン粒子から剥離させて不活性化膜中
を運搬することに伴う抵抗 がそれである。
第１の要因についていうと、通常堆積物の前面
に近い粒子ほど電気抵抗が高い。事実基体表面に
ある粒子については抵抗はゼロであると仮定する
のが理に合つている。
に近い粒子ほど電気抵抗が高い。事実基体表面に
ある粒子については抵抗はゼロであると仮定する
のが理に合つている。
第２の要因についてはイオン抵抗は基体につい
て一番高く、堆積物の前面に近い粒子ほど低くな
る。イオン抵抗は堆積の前面において最低とな
り、活性イオンになるためのイオンの拡散は最も
短く、拡散路が一番長い基体において最高とな
る。
て一番高く、堆積物の前面に近い粒子ほど低くな
る。イオン抵抗は堆積の前面において最低とな
り、活性イオンになるためのイオンの拡散は最も
短く、拡散路が一番長い基体において最高とな
る。
第３の要因についていうと、不活性化抵抗は不
活性化膜の化学的性質により左右され、堆積物の
物理的パラメータを変えても実質的には変化でき
ない。
活性化膜の化学的性質により左右され、堆積物の
物理的パラメータを変えても実質的には変化でき
ない。
結集堆積物に圧縮強度を超える圧縮力を（好し
くは直交方向に）掛けると、二重の効果が現れ
る。
くは直交方向に）掛けると、二重の効果が現れ
る。
まず粒子が互い近ずけられて堆積物の有孔度が
減少する。この結果前面よりも基体においてより
多く剥離することに対するイオン抵抗が上る。こ
れと同時に隣接する粒子間の接触面積が増加する
から、堆積物粒子間の電気抵抗が下がる。この結
果基体近くにおいては３通りの抵抗要因の和が大
となり、堆積物の前面近くの粒子についてはこの
和が小となり、バツテリーセルの可逆性が望み通
りに改良される（前面とは電極と隔離体との中継
部と便宜的に考えられる）。かくして圧縮力は平
滑で無孔性の表面をもたらし、これが電極を電気
的に活性とし、電極の外面からの剥離が容易とな
る。
減少する。この結果前面よりも基体においてより
多く剥離することに対するイオン抵抗が上る。こ
れと同時に隣接する粒子間の接触面積が増加する
から、堆積物粒子間の電気抵抗が下がる。この結
果基体近くにおいては３通りの抵抗要因の和が大
となり、堆積物の前面近くの粒子についてはこの
和が小となり、バツテリーセルの可逆性が望み通
りに改良される（前面とは電極と隔離体との中継
部と便宜的に考えられる）。かくして圧縮力は平
滑で無孔性の表面をもたらし、これが電極を電気
的に活性とし、電極の外面からの剥離が容易とな
る。
この発明は、特に再充電中に電解質と反応して
電極上に多孔性の堆積物を形成するような電極を
有したバツテリーセルなら、いかなる形式のもの
にも応用できる。例えばアルカリ金属、アルカリ
土類金属、亜鉛などの遷移金属のような正極材料
はある種の電解質と反応して堆積物を形成する。
例えばリチウムなどのアルカリ金属例えば
LiClO4を含んだポリプロピレンカーボネイトの
ような非液性電解質の存在のもとに、アルカリ金
属および再充填中に堆積したアルカリ金属の粒子
上に堆積物を形成する。
電極上に多孔性の堆積物を形成するような電極を
有したバツテリーセルなら、いかなる形式のもの
にも応用できる。例えばアルカリ金属、アルカリ
土類金属、亜鉛などの遷移金属のような正極材料
はある種の電解質と反応して堆積物を形成する。
例えばリチウムなどのアルカリ金属例えば
LiClO4を含んだポリプロピレンカーボネイトの
ような非液性電解質の存在のもとに、アルカリ金
属および再充填中に堆積したアルカリ金属の粒子
上に堆積物を形成する。
上述したように圧縮力は、堆積物の粒子を圧縮
結集させて堆積物を変形させるようのものを用い
る。したがつてこの発明において採用する圧縮力
は電極、電解質および堆積物の性質によつて異つ
てくる。
結集させて堆積物を変形させるようのものを用い
る。したがつてこの発明において採用する圧縮力
は電極、電解質および堆積物の性質によつて異つ
てくる。
軟らかい金属だと圧縮力も小さいものでよい。
例えばアルカリ金属が変形する圧縮力は典型的に
小さく、しかもアルカリ金属は全て軟らかくて延
展を有しており、例えばリチウムの引張強度は60
〜80psiの範囲である。堆積物が多孔性でその内
部空房が電解質で満たされていることを考える
と、堆積物の圧縮強度（材料がその圧力により変
形する力）は純粋な金属のそれ以下である。
例えばアルカリ金属が変形する圧縮力は典型的に
小さく、しかもアルカリ金属は全て軟らかくて延
展を有しており、例えばリチウムの引張強度は60
〜80psiの範囲である。堆積物が多孔性でその内
部空房が電解質で満たされていることを考える
と、堆積物の圧縮強度（材料がその圧力により変
形する力）は純粋な金属のそれ以下である。
圧縮力は充電および放電の間必ずしも連続して
掛ける必要はない。掛ける時間は短くてよく、例
えば再充電時の終りに１回または再充電後次に使
用する前に掛けてやればよい。しかし少なくとも
再充電中は圧縮力を掛ける方が望ましい。リチウ
ムの場合およそ50〜500psiの圧縮力を再充電中に
連続して掛けるとよい。これにより基体と直交方
向に軸を有した円柱状の粒子からなる堆積物が得
られる。
掛ける必要はない。掛ける時間は短くてよく、例
えば再充電時の終りに１回または再充電後次に使
用する前に掛けてやればよい。しかし少なくとも
再充電中は圧縮力を掛ける方が望ましい。リチウ
ムの場合およそ50〜500psiの圧縮力を再充電中に
連続して掛けるとよい。これにより基体と直交方
向に軸を有した円柱状の粒子からなる堆積物が得
られる。
電極に圧縮力を掛けるとバツテリーセル全体を
形成している材料が圧迫される。圧縮力が均等に
掛かるようにバツテリーセルの成分は軟らかく可
撓性であつた方がよい。電流コレクターに拡張し
た金属グリツドを用い、粗粒子状の粉体を電極活
性材料に用いるのは好ましくない。
形成している材料が圧迫される。圧縮力が均等に
掛かるようにバツテリーセルの成分は軟らかく可
撓性であつた方がよい。電流コレクターに拡張し
た金属グリツドを用い、粗粒子状の粉体を電極活
性材料に用いるのは好ましくない。
隔離体も可撓性の方が望ましい。金属フオイル
を電流コレクターとして用い、グラフアイトまた
はモリブデンサルフアイドのような軟らかい材料
を負極に用いるのが好ましい。できれば負極が均
一な電流密度を与えるようにし、基体を均等に使
用できるようにするとよい。隔離体としてはポリ
プロピレンまたは可撓性で多孔性または半透過性
の高分肢材料料膜が好ましく、負極から正極を隔
離するとともに両者間での電解質の転位は許すよ
うなものを用いる。
を電流コレクターとして用い、グラフアイトまた
はモリブデンサルフアイドのような軟らかい材料
を負極に用いるのが好ましい。できれば負極が均
一な電流密度を与えるようにし、基体を均等に使
用できるようにするとよい。隔離体としてはポリ
プロピレンまたは可撓性で多孔性または半透過性
の高分肢材料料膜が好ましく、負極から正極を隔
離するとともに両者間での電解質の転位は許すよ
うなものを用いる。
第１図に示すように圧縮力を掛ける機構として
は簡単なコイルバネ１０を用いてもよく、これを
バツテリー上面に載置された圧力板１２に当接さ
せる。勿論これとは異る機構を用いてもよい。
は簡単なコイルバネ１０を用いてもよく、これを
バツテリー上面に載置された圧力板１２に当接さ
せる。勿論これとは異る機構を用いてもよい。
第２図に示すのはコイル状バツテリーであつ
て、隔離体とＣ型クランプ１０ａとが半径方向セ
ルに当接して圧縮力を掛けている。いずれの場合
もバネおよびＣ型クランプによる圧縮力により、
堆積物の有孔度が減少し、堆積物粒子間の電気抵
抗が減少する。
て、隔離体とＣ型クランプ１０ａとが半径方向セ
ルに当接して圧縮力を掛けている。いずれの場合
もバネおよびＣ型クランプによる圧縮力により、
堆積物の有孔度が減少し、堆積物粒子間の電気抵
抗が減少する。
再び第１図に戻つて電解質バツテリーセルは正
極１４（電流コレクターを具えた）を有してお
り、これが２個の負極１６（電流コレクターを具
えた）によつて挟まれている。電解質飽和隔離体
１８が正極１４を負極１６から隔離し、セルのた
めの電解質を孔内に蔵している。
極１４（電流コレクターを具えた）を有してお
り、これが２個の負極１６（電流コレクターを具
えた）によつて挟まれている。電解質飽和隔離体
１８が正極１４を負極１６から隔離し、セルのた
めの電解質を孔内に蔵している。
正極と負極と隔離体とは全体として得られる電
流に対して電気化学的に活性なバツテリーセルを
構成する。正極はその上に多孔性の結集堆積物が
形成されるような組成である。バツテリーセルは
容器２０内に収容圧縮されるが、容器は不活性雰
囲気中で密封するのが好ましい。
流に対して電気化学的に活性なバツテリーセルを
構成する。正極はその上に多孔性の結集堆積物が
形成されるような組成である。バツテリーセルは
容器２０内に収容圧縮されるが、容器は不活性雰
囲気中で密封するのが好ましい。
第３図においてコイル状のセルを形成するに際
して、正極負極間と外側に位置する２層の隔離体
の弾性を利用して、これらをコンダクターに強く
巻き付けることにより、正極１４または負極１６
のいずれか所望の電極に圧縮力を掛ける。隔離体
上の張力はＣ型クランプ１０ａによつて保たれ
て、所望の圧縮力を与える。隔離体１８にはポリ
プロピレンを用いるとよい。
して、正極負極間と外側に位置する２層の隔離体
の弾性を利用して、これらをコンダクターに強く
巻き付けることにより、正極１４または負極１６
のいずれか所望の電極に圧縮力を掛ける。隔離体
上の張力はＣ型クランプ１０ａによつて保たれ
て、所望の圧縮力を与える。隔離体１８にはポリ
プロピレンを用いるとよい。
次に実施例によりさらに具体的に説明する。
実施例 １
２枚の平らな剛性の圧力板間にセルを形成し
た。負極としてはアメリカ特許第4251404号に記
載されているようにアルミフオイル基体上に均一
に散布された表面処理モリブデン粉を用いた。こ
の負極はセルに均一な電流密度を与えるものであ
つた。モリブデン粉は10mg/cm2の密度で散布され、
負極面積は5.4cm2であつた。
た。負極としてはアメリカ特許第4251404号に記
載されているようにアルミフオイル基体上に均一
に散布された表面処理モリブデン粉を用いた。こ
の負極はセルに均一な電流密度を与えるものであ
つた。モリブデン粉は10mg/cm2の密度で散布され、
負極面積は5.4cm2であつた。
正極には同寸法の厚さ125μｍのリチウムフオ
イルを用い、微多孔性のポリプロピレン隔離体
（セラニーズ社製セルガー2500）を具えた２個の
負極間にこれを挟持させた。電解質としてはプロ
ピレンカーボネイトに1MLiAsF6を入れたものを
用いた。プロピレンカーボネイトは全体の不純物
含有度が10ppm未満となるように順化処理された
ものを用い、これでまず負極と隔離体とを飽和さ
せた。
イルを用い、微多孔性のポリプロピレン隔離体
（セラニーズ社製セルガー2500）を具えた２個の
負極間にこれを挟持させた。電解質としてはプロ
ピレンカーボネイトに1MLiAsF6を入れたものを
用いた。プロピレンカーボネイトは全体の不純物
含有度が10ppm未満となるように順化処理された
ものを用い、これでまず負極と隔離体とを飽和さ
せた。
このセルは２枚の圧力板間に組立てられ、これ
らの板を介して27psiの圧縮力が掛けられた。セ
ル全体はアルゴンガスを封入した容器内に密閉さ
れ、電解質セルの負端子に電流をを供給するため
ガラス対金属密封が採用された。
らの板を介して27psiの圧縮力が掛けられた。セ
ル全体はアルゴンガスを封入した容器内に密閉さ
れ、電解質セルの負端子に電流をを供給するため
ガラス対金属密封が採用された。
このセルは負極活性材料をアメリカ特許第
4224390号に記載の第電解質層のLixMOS2に変換
させるべく、処理された。この間電解質が劣化し
ないように注意が払われた。セルは2maの電流で
1.3の放電電圧と2.6の充電電圧間で充電と放
電とを繰返した。この反転は第10回目の終りにお
ける電荷容量の50％に迄放電に際しての電荷容量
が落ちる迄繰返された。
4224390号に記載の第電解質層のLixMOS2に変換
させるべく、処理された。この間電解質が劣化し
ないように注意が払われた。セルは2maの電流で
1.3の放電電圧と2.6の充電電圧間で充電と放
電とを繰返した。この反転は第10回目の終りにお
ける電荷容量の50％に迄放電に際しての電荷容量
が落ちる迄繰返された。
全反転の電荷累積値は210mAHであつた。全
てのリチウム正極が１回で放電したと仮定した場
合の理論電荷値に対するこの値の比をとつて計算
したところ、リチウム正極の反転回数は３であつ
た。
てのリチウム正極が１回で放電したと仮定した場
合の理論電荷値に対するこの値の比をとつて計算
したところ、リチウム正極の反転回数は３であつ
た。
実施例 ２
圧縮力を50psiとした他は実施例１のものと全
く同じ電解質セルを同一の条件で反転させたとこ
ろ、リチウム正極の反転回数は８であつた。
く同じ電解質セルを同一の条件で反転させたとこ
ろ、リチウム正極の反転回数は８であつた。
実施例 ３
圧縮力のみを100psiに変えて同一条件で反転さ
せたところ、反転回数は９であつた。
せたところ、反転回数は９であつた。
実施例 ４
圧縮力のみを1700psiに変えて同一条件で反転
させたところ、反転回数は11であつた。
させたところ、反転回数は11であつた。
実施例 ５
電解質のみを9.5MiLClO4に変えて実施例４と
同一条件で反転させたところ、反転回数は７であ
つた。
同一条件で反転させたところ、反転回数は７であ
つた。
これらの実施例からして反転回数を左右する上
で圧縮力が大きな役割を果たすことが明らかであ
る。反転回数は電解質によつても変るが、バツテ
リーセルに圧縮力を掛けることによつて得られる
反転回数は常にセルを自由のままにしてあるとき
に得られる反転回数よりは大きいのでる。
で圧縮力が大きな役割を果たすことが明らかであ
る。反転回数は電解質によつても変るが、バツテ
リーセルに圧縮力を掛けることによつて得られる
反転回数は常にセルを自由のままにしてあるとき
に得られる反転回数よりは大きいのでる。
第１図はこの発明の電極ユニツトを含んだバツ
テリセルを示す側面図、第２図は同じくコイル状
バツテリーセルを示めす側面図、第３図は第２の
バツテリーセルの形成方法を示す説明図である。 １０…コイルバネ、１２…圧力板、１４…正
極、１６…負極、１８…隔離体。
テリセルを示す側面図、第２図は同じくコイル状
バツテリーセルを示めす側面図、第３図は第２の
バツテリーセルの形成方法を示す説明図である。 １０…コイルバネ、１２…圧力板、１４…正
極、１６…負極、１８…隔離体。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ リチウム金属を含んだ電極１４，１６と、こ
の電極に少なくとも50psiの圧縮力を掛ける印加
機構１０，１０ａとを有してなることを特徴とす
る電極ユニツト。 ２ 前記の印加機構が圧縮力を連続的に掛けるこ
とを特徴とする請求項１に記載の電極ユニツト。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US29260681A | 1981-08-13 | 1981-08-13 | |
| US403286 | 1982-07-29 | ||
| US292606 | 1988-12-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873968A JPS5873968A (ja) | 1983-05-04 |
| JPH0437553B2 true JPH0437553B2 (ja) | 1992-06-19 |
Family
ID=23125403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57140918A Granted JPS5873968A (ja) | 1981-08-13 | 1982-08-12 | 電極ユニット |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873968A (ja) |
| FR (1) | FR2511547B1 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0539585Y2 (ja) * | 1986-12-22 | 1993-10-07 | ||
| AU8584098A (en) * | 1997-07-25 | 1999-02-16 | Hydro-Quebec Corporation | Pressure system and method for rechargeable thin-film electrochemical cel ls |
| US6120930A (en) | 1997-07-25 | 2000-09-19 | 3M Innovative Properties Corporation | Rechargeable thin-film electrochemical generator |
| US6146778A (en) | 1997-07-25 | 2000-11-14 | 3M Innovative Properties Company | Solid-state energy storage module employing integrated interconnect board |
| US6046514A (en) | 1997-07-25 | 2000-04-04 | 3M Innovative Properties Company | Bypass apparatus and method for series connected energy storage devices |
| US5952815A (en) | 1997-07-25 | 1999-09-14 | Minnesota Mining & Manufacturing Co. | Equalizer system and method for series connected energy storing devices |
| US6087036A (en) | 1997-07-25 | 2000-07-11 | 3M Innovative Properties Company | Thermal management system and method for a solid-state energy storing device |
| US6099986A (en) | 1997-07-25 | 2000-08-08 | 3M Innovative Properties Company | In-situ short circuit protection system and method for high-energy electrochemical cells |
| US6117584A (en) | 1997-07-25 | 2000-09-12 | 3M Innovative Properties Company | Thermal conductor for high-energy electrochemical cells |
| US6100702A (en) | 1997-07-25 | 2000-08-08 | 3M Innovative Properties Company | In-situ fault detection apparatus and method for an encased energy storing device |
| US6104967A (en) | 1997-07-25 | 2000-08-15 | 3M Innovative Properties Company | Fault-tolerant battery system employing intra-battery network architecture |
| US6235425B1 (en) | 1997-12-12 | 2001-05-22 | 3M Innovative Properties Company | Apparatus and method for treating a cathode material provided on a thin-film substrate |
| EP1071151A1 (en) | 1999-07-23 | 2001-01-24 | Nec Corporation | Method for producing film packed battery |
| JP2001093577A (ja) * | 1999-09-20 | 2001-04-06 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | リチウム二次電池 |
| EP2782169B1 (en) | 2011-11-02 | 2020-02-19 | National Institute of Advanced Industrial Science And Technology | Negative electrode material for sodium secondary battery and method for producing same, negative electrode for sodium secondary battery, and sodium secondary battery |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2594713A (en) * | 1949-11-29 | 1952-04-29 | Yardney International Corp | Electric accumulator |
| US3508967A (en) * | 1967-09-22 | 1970-04-28 | Gulton Ind Inc | Negative lithium electrode and electrochemical battery containing the same |
| DE1926699A1 (de) * | 1969-05-24 | 1970-12-03 | Varta Ag | Verfahren zum Betrieb eines Akkumulators |
| DE2153533C3 (de) * | 1971-10-27 | 1974-12-12 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Elektrische Akkumulatorenzelle |
| US3775182A (en) * | 1972-02-25 | 1973-11-27 | Du Pont | Tubular electrochemical cell with coiled electrodes and compressed central spindle |
| GB1396062A (en) * | 1973-07-12 | 1975-05-29 | Comp Generale Electricite | Rechargeable solid state electro-chemical cell having a lithium anode and a method of manufacturing the same |
| FR2316759A1 (fr) * | 1975-06-30 | 1977-01-28 | Accumulateurs Fixes | Generateur electrochimique cylindrique |
| FR2434491A1 (fr) * | 1978-08-21 | 1980-03-21 | Haering Rudolph | Cathode de batterie en bisulfite de lithium et de molybdene |
| JPS55119343A (en) * | 1979-03-06 | 1980-09-13 | Japan Storage Battery Co Ltd | Storage battery |
| JPS55133761A (en) * | 1979-04-03 | 1980-10-17 | Japan Storage Battery Co Ltd | Storage battery |
-
1982
- 1982-08-12 FR FR8214057A patent/FR2511547B1/fr not_active Expired
- 1982-08-12 JP JP57140918A patent/JPS5873968A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2511547A1 (fr) | 1983-02-18 |
| FR2511547B1 (fr) | 1985-08-09 |
| JPS5873968A (ja) | 1983-05-04 |
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