JPH0464143B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0464143B2 JPH0464143B2 JP59200865A JP20086584A JPH0464143B2 JP H0464143 B2 JPH0464143 B2 JP H0464143B2 JP 59200865 A JP59200865 A JP 59200865A JP 20086584 A JP20086584 A JP 20086584A JP H0464143 B2 JPH0464143 B2 JP H0464143B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- battery
- electrolyte
- ester
- solvent
- 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
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Cell Separators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、軽金属を活物質とする負極と、正
極と、非水電解液を用いた電池のセパレータと非
水電解液との組合せに関するものである。
極と、非水電解液を用いた電池のセパレータと非
水電解液との組合せに関するものである。
従来の技術
従来、非水電解液を用いる電池のセパレータに
は、ポリプロピレンの不織布が用いられている。
また非水電解液の溶媒としてはエステル系有機溶
媒であるプロピレン・カーボネート（PC）、エチ
レン・カーボネート、ｒ−ブチロラクトンなど
と、エーテル系有機溶媒のジメトキシエタン
（DME）、ジオキソラン、テトラヒドロフランな
どとの混合物が用いられていた。このエステル系
とエーテル系溶媒の混合物を用いる理由は、エー
テル系溶媒のみでは電解液の蒸発がしやすいこと
などから電池保存時における信頼性が悪いからで
ある。従つてこれを解決するためにはエステル系
の溶媒を加えなければならない。
は、ポリプロピレンの不織布が用いられている。
また非水電解液の溶媒としてはエステル系有機溶
媒であるプロピレン・カーボネート（PC）、エチ
レン・カーボネート、ｒ−ブチロラクトンなど
と、エーテル系有機溶媒のジメトキシエタン
（DME）、ジオキソラン、テトラヒドロフランな
どとの混合物が用いられていた。このエステル系
とエーテル系溶媒の混合物を用いる理由は、エー
テル系溶媒のみでは電解液の蒸発がしやすいこと
などから電池保存時における信頼性が悪いからで
ある。従つてこれを解決するためにはエステル系
の溶媒を加えなければならない。
今、リチウム／二酸化マンガン系電池の
CR2016サイズにおいて、前記PCとDMEとの配
合比率（容積比）を種々変化させ、これにいずれ
も１モル／の過塩素酸リチウムを溶解した非水
電解液を用いて電池を組立て、60℃で100日間
100KΩの負荷で放電させた後の残存容量を調べ
たところ、第３図のような結果が得られた。
CR2016サイズにおいて、前記PCとDMEとの配
合比率（容積比）を種々変化させ、これにいずれ
も１モル／の過塩素酸リチウムを溶解した非水
電解液を用いて電池を組立て、60℃で100日間
100KΩの負荷で放電させた後の残存容量を調べ
たところ、第３図のような結果が得られた。
発明が解決しようとする問題点
電池の保存性能を良くするにはエステル系溶媒
の比率を増加させればよいが、その場合には電解
液のポリプロピレン不織布との親液性が悪くなる
ため、セパレータは電解液でぬれにくくなり、そ
の結果電池内部抵抗の増大が生じ、大電流放電特
性や低温特性に悪い影響を与えていた。
の比率を増加させればよいが、その場合には電解
液のポリプロピレン不織布との親液性が悪くなる
ため、セパレータは電解液でぬれにくくなり、そ
の結果電池内部抵抗の増大が生じ、大電流放電特
性や低温特性に悪い影響を与えていた。
本発明は、このような問題をセパレータの改良
と特定非水電解液との組合せによつて解決するも
のであり、セパレータの電解液に対するぬれをよ
くして電池特性を向上させることを目的としたも
のである。
と特定非水電解液との組合せによつて解決するも
のであり、セパレータの電解液に対するぬれをよ
くして電池特性を向上させることを目的としたも
のである。
問題点を解決するための手段
本発明は、非電解液を保持するセパレータとし
て、マイクロ波がプラズマ照射されたポリプロピ
レン不織布と非水電解液としてエステル系有機溶
媒とエーテル系有機溶媒を容積比率で70〜100：
30〜０としたものを用いたものである。
て、マイクロ波がプラズマ照射されたポリプロピ
レン不織布と非水電解液としてエステル系有機溶
媒とエーテル系有機溶媒を容積比率で70〜100：
30〜０としたものを用いたものである。
ポリプロピレン不織布へのプラズマ照射処理の
ガスは、酸素、窒素、アルゴン、空気のいずれで
あつてもよく、これらの単独あるいは混合使用で
あつても構わない。これらのガスを真空度0.01〜
10torr、好ましくは0.1〜5.0torrに保つて、出力
0.1〜5.0KW、好ましくは0.5〜2.0KWのマイクロ
波発生機を10秒間〜30分間、好ましくは２分間〜
10分間作動させればよい。なお、マイクロ波発生
機の周波数は13.56MHz，2450MHzのいずれであ
つてもよい。このような条件でポリプロピレン不
織布はプラズマ照射がなされる。
ガスは、酸素、窒素、アルゴン、空気のいずれで
あつてもよく、これらの単独あるいは混合使用で
あつても構わない。これらのガスを真空度0.01〜
10torr、好ましくは0.1〜5.0torrに保つて、出力
0.1〜5.0KW、好ましくは0.5〜2.0KWのマイクロ
波発生機を10秒間〜30分間、好ましくは２分間〜
10分間作動させればよい。なお、マイクロ波発生
機の周波数は13.56MHz，2450MHzのいずれであ
つてもよい。このような条件でポリプロピレン不
織布はプラズマ照射がなされる。
作 用
プラズマ照射されたポリプロピレン不織布は、
有機溶媒とくにエステル系有機溶媒に対するぬれ
が高まり、これをセパレータに用いた非水電解液
電池では、電解液とのなじみが良好となる。
有機溶媒とくにエステル系有機溶媒に対するぬれ
が高まり、これをセパレータに用いた非水電解液
電池では、電解液とのなじみが良好となる。
実施例
以下、この発明の一実施例を説明する。まず、
この発明により得られる非水電解液電池について
第１図に示した。第１図において、１は正極容器
であり、この容器には正極合剤２を充填する。一
方負極容器３には負極４を充填する。正極、負極
の入つた容器を電解液が含浸したセパレータ５を
介してカツプリングし、封口のかしめ部はポロプ
ロピレン製のガスケツト６よりなつている。７は
正極集電体である。ここで正極合剤を二酸化マン
ガンとカーボンとの混合物、負極には金属リチウ
ムを用いて電池を構成し、そのサイズをCR2016
とした。
この発明により得られる非水電解液電池について
第１図に示した。第１図において、１は正極容器
であり、この容器には正極合剤２を充填する。一
方負極容器３には負極４を充填する。正極、負極
の入つた容器を電解液が含浸したセパレータ５を
介してカツプリングし、封口のかしめ部はポロプ
ロピレン製のガスケツト６よりなつている。７は
正極集電体である。ここで正極合剤を二酸化マン
ガンとカーボンとの混合物、負極には金属リチウ
ムを用いて電池を構成し、そのサイズをCR2016
とした。
セパレータとしては坪量20ｇ／m2のポリプロピ
レン不織布を用い、そのポリプロピレン不織布の
マイクロ波プラズマ照射処理は、アルゴン雰囲気
としてその真空度を1.0torrに保ち、周波数
13.56KHzのマイクロ波を３分間印加するものと
した。
レン不織布を用い、そのポリプロピレン不織布の
マイクロ波プラズマ照射処理は、アルゴン雰囲気
としてその真空度を1.0torrに保ち、周波数
13.56KHzのマイクロ波を３分間印加するものと
した。
非水電解液については溶質として１モル／過
塩素酸リチウムを用い、これを溶解する溶媒とし
てエステル系のプロピレン・カーボネート（PC）
と、エーテル系のジメトキシエタン（DME）と
の混合溶媒を用いた。なお、プロピレン・カーボ
ネートの配合比率を100〜30％の割合で変化させ
た。
塩素酸リチウムを用い、これを溶解する溶媒とし
てエステル系のプロピレン・カーボネート（PC）
と、エーテル系のジメトキシエタン（DME）と
の混合溶媒を用いた。なお、プロピレン・カーボ
ネートの配合比率を100〜30％の割合で変化させ
た。
このようにプラズマ照射したセパレータと、未
処理のセパレータの両方を用いてCR2016の電池
を構成した。
処理のセパレータの両方を用いてCR2016の電池
を構成した。
上記のようにして得られた電池の内部抵抗と電
解液混合溶媒のPCとDMEの配合比率との関係を
第２図に示した。電池内部抵抗は1HHzの10mA
電流における値である。曲線Ａは未処理セパレー
タ、Ｂはプラズマ照射処理したセパレータのもの
である。未処理のセパレータＡは、どの配合比率
でも内部抵抗が高く、かつプロピレン・カーボネ
ートの配合比率が高いほど電池内部抵抗が高くな
る。一方プラズマ照射処理をしたセパレータＢ
は、プロピレン・カーボネートの配合比率が高く
なつても電池内部抵抗は高くならず、全配合比率
において低い結果となることがわかる。特にプラ
ズマ照射処理したセパレータの効果は、プロピレ
ン・カーボネートの溶媒総量に対する配合比率が
約70％以上から顕著になることがわかる。
解液混合溶媒のPCとDMEの配合比率との関係を
第２図に示した。電池内部抵抗は1HHzの10mA
電流における値である。曲線Ａは未処理セパレー
タ、Ｂはプラズマ照射処理したセパレータのもの
である。未処理のセパレータＡは、どの配合比率
でも内部抵抗が高く、かつプロピレン・カーボネ
ートの配合比率が高いほど電池内部抵抗が高くな
る。一方プラズマ照射処理をしたセパレータＢ
は、プロピレン・カーボネートの配合比率が高く
なつても電池内部抵抗は高くならず、全配合比率
において低い結果となることがわかる。特にプラ
ズマ照射処理したセパレータの効果は、プロピレ
ン・カーボネートの溶媒総量に対する配合比率が
約70％以上から顕著になることがわかる。
このことは、他のエーテル系、エステル系溶媒
を用いた混合溶液でも同様な結果が得られた。
を用いた混合溶液でも同様な結果が得られた。
従来、アルカリ水溶液を電解液に用いた電池
で、セパレータをプラズマ照射処理することは知
られていたが、これはプラズマ照射処理によつ
て、セパレータの繊維に−COOHや−NH2など
の親水基ができるからである。しかしプラズマ照
射処理することが、エステル系有機溶媒に対して
親液性を増大させる事実は知られていなかつた。
本発明は有機溶媒でも、特にエステル系の有機溶
媒にプラズマ照射処理が親液性を高める上で効果
がることを見い出した。
で、セパレータをプラズマ照射処理することは知
られていたが、これはプラズマ照射処理によつ
て、セパレータの繊維に−COOHや−NH2など
の親水基ができるからである。しかしプラズマ照
射処理することが、エステル系有機溶媒に対して
親液性を増大させる事実は知られていなかつた。
本発明は有機溶媒でも、特にエステル系の有機溶
媒にプラズマ照射処理が親液性を高める上で効果
がることを見い出した。
発明の効果
以上述べたように、プラズマ照射処理したポリ
プロピレン不織布製セパレータとエステル系の溶
媒の配合比率の高い混合溶媒とを組合せた電池を
採用することにより、電池の内部抵抗が低く、保
存性能も優れた電池が得られる。
プロピレン不織布製セパレータとエステル系の溶
媒の配合比率の高い混合溶媒とを組合せた電池を
採用することにより、電池の内部抵抗が低く、保
存性能も優れた電池が得られる。
第１図は本発明の一実施例における電池の断面
図、第２図は本発明の電池の内部抵抗と、電解液
混合溶媒のプロピレン・カーボネート／ジメトキ
シエタンの配合比率との関係を示す図、第３図は
プロピレン・カーボネート／ジメトキシエタンと
の配合比率と電池保存後の残存容量との関係を示
す図である。 ２……正極合剤、４……負極、５……プラズマ
照射処理したセパレータ。
図、第２図は本発明の電池の内部抵抗と、電解液
混合溶媒のプロピレン・カーボネート／ジメトキ
シエタンの配合比率との関係を示す図、第３図は
プロピレン・カーボネート／ジメトキシエタンと
の配合比率と電池保存後の残存容量との関係を示
す図である。 ２……正極合剤、４……負極、５……プラズマ
照射処理したセパレータ。
Claims (1)
- １ 軽金属を活物質とした負極と、正極と、非水
電解液と、この電解液を保持するセパレータを有
し、セパレータとしてマイクロ波がプラズマ照射
されたポリプロピレン不織布を用い、非水電解液
としてエステル系有機溶媒と、エーテル系有機溶
媒を容積比率で70〜100：30〜０としたものであ
ることを特徴とする電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200865A JPS6178053A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59200865A JPS6178053A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6178053A JPS6178053A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH0464143B2 true JPH0464143B2 (ja) | 1992-10-14 |
Family
ID=16431505
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59200865A Granted JPS6178053A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6178053A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2808611B2 (ja) * | 1988-09-22 | 1998-10-08 | 東レ株式会社 | 電池セパレーター |
| JP2665479B2 (ja) * | 1989-01-20 | 1997-10-22 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 二次電池 |
| JP3040041B2 (ja) * | 1993-04-26 | 2000-05-08 | 日東電工株式会社 | アルカリ二次電池及びその製造方 |
| US5830603A (en) * | 1993-09-03 | 1998-11-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Separator film for a storage battery |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5894752A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-06 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ電池の製造方法 |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP59200865A patent/JPS6178053A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6178053A (ja) | 1986-04-21 |
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