JPH0521073A - 無機非水電解液電池 - Google Patents
無機非水電解液電池Info
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- JPH0521073A JPH0521073A JP3201512A JP20151291A JPH0521073A JP H0521073 A JPH0521073 A JP H0521073A JP 3201512 A JP3201512 A JP 3201512A JP 20151291 A JP20151291 A JP 20151291A JP H0521073 A JPH0521073 A JP H0521073A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 負極の利用率の低下の少ない無機非水電解液
電池を提供する。 【構成】 筒状のアルカリ金属からなる負極１の高さと
柱状の炭素多孔質成形体からなる正極３の高さとの差を
負極１の高さの１０％以下に規制する。
電池を提供する。 【構成】 筒状のアルカリ金属からなる負極１の高さと
柱状の炭素多孔質成形体からなる正極３の高さとの差を
負極１の高さの１０％以下に規制する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、正極活物質のオキシハ
ロゲン化物が電解液の溶媒を兼ねる無機非水電解液電池
に関する。
ロゲン化物が電解液の溶媒を兼ねる無機非水電解液電池
に関する。
【０００２】
【従来の技術】塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホ
スホリルなどのオキシハロゲン化物を正極活物質に用
い、アルカリ金属を負極に用い、炭素多孔質成形体を正
極に用い、上記正極活物質のオキシハロゲン化物が電解
液の溶媒を兼ねる無機非水電解液電池は、エネルギー密
度が高く、低温でも作動するなど、優れた特性を有して
いる。
スホリルなどのオキシハロゲン化物を正極活物質に用
い、アルカリ金属を負極に用い、炭素多孔質成形体を正
極に用い、上記正極活物質のオキシハロゲン化物が電解
液の溶媒を兼ねる無機非水電解液電池は、エネルギー密
度が高く、低温でも作動するなど、優れた特性を有して
いる。
【０００３】ところで、この無機非水電解液電池は、そ
の組立工程を図２を参照しつつ説明すると、電池ケース
２の内周面にリチウムなどのアルカリ金属を圧着して負
極１を円筒状に形成し、その内周側にセパレータ４を配
置し、底部絶縁材１１を電池ケース２の底部に配置した
後、中央部に正極３として円柱状の炭素多孔質成形体を
挿入し、その上方から押圧して、炭素多孔質成形体を下
方向に押圧すると共に径方向外方へ膨出させ、その外周
面をセパレータ４の内周面に圧着させる工程を経て、電
池組立が行われていた。
の組立工程を図２を参照しつつ説明すると、電池ケース
２の内周面にリチウムなどのアルカリ金属を圧着して負
極１を円筒状に形成し、その内周側にセパレータ４を配
置し、底部絶縁材１１を電池ケース２の底部に配置した
後、中央部に正極３として円柱状の炭素多孔質成形体を
挿入し、その上方から押圧して、炭素多孔質成形体を下
方向に押圧すると共に径方向外方へ膨出させ、その外周
面をセパレータ４の内周面に圧着させる工程を経て、電
池組立が行われていた。
【０００４】そのため、この無機非水電解液電池では、
正極３の高さより負極１の高さを高くする方が電池組立
が行いやすく、その結果、ほとんどの電池が正極３の高
さより負極１の高さの方が高い状態に作製されていた。
正極３の高さより負極１の高さを高くする方が電池組立
が行いやすく、その結果、ほとんどの電池が正極３の高
さより負極１の高さの方が高い状態に作製されていた。
【０００５】すなわち、押圧前の炭素多孔質成形体の高
さが負極１の高さより高いと、炭素多孔質成形体を上方
から押圧したときに、炭素多孔質成形体が径方向外方に
逃げて短絡発生の原因になるので、押圧前の炭素多孔質
成形体の高さを負極１の高さと同じか、または負極１の
高さより若干低くしておく方が、組立が容易であるから
である。
さが負極１の高さより高いと、炭素多孔質成形体を上方
から押圧したときに、炭素多孔質成形体が径方向外方に
逃げて短絡発生の原因になるので、押圧前の炭素多孔質
成形体の高さを負極１の高さと同じか、または負極１の
高さより若干低くしておく方が、組立が容易であるから
である。
【０００６】その結果、前記のように、ほとんどの電池
が、正極３の高さより負極１の高さが高くなっているの
が現状である。
が、正極３の高さより負極１の高さが高くなっているの
が現状である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負極１
の高さと正極３の高さとの差が大きくなると、重負荷で
放電した場合、特に放電終期には、負極１のアルカリ金
属のイオン化が電池反応に追いつかなくなり、負極の利
用率が低下する。
の高さと正極３の高さとの差が大きくなると、重負荷で
放電した場合、特に放電終期には、負極１のアルカリ金
属のイオン化が電池反応に追いつかなくなり、負極の利
用率が低下する。
【０００８】したがって、本発明は、負極の利用率の低
下を抑制した無機非水電解液電池を提供することを目的
とする。
下を抑制した無機非水電解液電池を提供することを目的
とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、負極の高さと
正極の高さとの差が負極の高さの１０％以下に規制する
ことによって、負極の利用率の低下を抑制したものであ
る。
正極の高さとの差が負極の高さの１０％以下に規制する
ことによって、負極の利用率の低下を抑制したものであ
る。
【００１０】
【実施例】つぎに、実施例をあげて本発明をより具体的
に説明する。なお、実施例では、リチウム−塩化チオニ
ル系の無機非水電解液電池について説明するが、本発明
はその場合のみに限られるものではない。
に説明する。なお、実施例では、リチウム−塩化チオニ
ル系の無機非水電解液電池について説明するが、本発明
はその場合のみに限られるものではない。
【００１１】実施例１ 図１に示すような構造で、負極１の高さと正極３の高さ
とが同じ高さのリチウム−塩化チオニル系の無機非水電
解液電池を作製した。この電池の詳細を図１を参照しつ
つ説明する。
とが同じ高さのリチウム−塩化チオニル系の無機非水電
解液電池を作製した。この電池の詳細を図１を参照しつ
つ説明する。
【００１２】図中、１は負極、２は電池ケース、３は正
極、４はセパレータ、５は電解液、６は正極集電体、７
は電池蓋である。
極、４はセパレータ、５は電解液、６は正極集電体、７
は電池蓋である。
【００１３】上記電池蓋７は、環状のボディ８と環状の
絶縁層９と中央部の正極端子１０とを有していて、ボデ
ィ８の外周部は電池ケース２の開口端部に溶接されてい
る。そして、１１は底部絶縁材、１２は上部絶縁材であ
る。
絶縁層９と中央部の正極端子１０とを有していて、ボデ
ィ８の外周部は電池ケース２の開口端部に溶接されてい
る。そして、１１は底部絶縁材、１２は上部絶縁材であ
る。
【００１４】上記負極１は、厚さ１．０ｍｍのシート状
のリチウムを有底円筒状の電池ケース２の内周面に圧着
することにより形成されていて、円筒状をしており、そ
の高さは３０ｍｍである。
のリチウムを有底円筒状の電池ケース２の内周面に圧着
することにより形成されていて、円筒状をしており、そ
の高さは３０ｍｍである。
【００１５】電池ケース２は、ステンレス鋼製で、その
内周面に負極１のリチウムが圧着することにより、負極
端子としての機能を備えている。
内周面に負極１のリチウムが圧着することにより、負極
端子としての機能を備えている。
【００１６】上記正極３は、アセチレンブラックを主成
分とし、これに黒鉛とポリテトラフルオロエチレンを添
加した炭素質を主材とする材料の多孔質成形体、いわゆ
る炭素多孔質成形体からなり、円柱状をしていて、その
高さは３０ｍｍである。
分とし、これに黒鉛とポリテトラフルオロエチレンを添
加した炭素質を主材とする材料の多孔質成形体、いわゆ
る炭素多孔質成形体からなり、円柱状をしていて、その
高さは３０ｍｍである。
【００１７】セパレータ４は、ガラス繊維不織布からな
り、円筒状をしていて、上記負極１と正極３とを隔離し
ている。
り、円筒状をしていて、上記負極１と正極３とを隔離し
ている。
【００１８】電解液５は、塩化チオニルに支持電解質と
してＬｉＡｌＣｌ4（四塩化アルミニウムリチウム）を
１．２モル／リットル溶解した塩化チオニル溶液からな
り、塩化チオニルは上記のように電解液の溶媒であると
ともに正極活物質でもある。
してＬｉＡｌＣｌ4（四塩化アルミニウムリチウム）を
１．２モル／リットル溶解した塩化チオニル溶液からな
り、塩化チオニルは上記のように電解液の溶媒であると
ともに正極活物質でもある。
【００１９】このように塩化チオニルが正極活物質とし
て用いられていることからも明らかであるように、上記
正極３はそれ自身が反応するものではなく、正極活物質
の塩化チオニルと負極１からイオン化して溶出してきた
リチウムイオンとの反応場所を提供するものである。
て用いられていることからも明らかであるように、上記
正極３はそれ自身が反応するものではなく、正極活物質
の塩化チオニルと負極１からイオン化して溶出してきた
リチウムイオンとの反応場所を提供するものである。
【００２０】正極集電体６はステンレス鋼棒からなり、
電池蓋７は前記のようにボディ８と絶縁層９と正極端子
１０を有している。
電池蓋７は前記のようにボディ８と絶縁層９と正極端子
１０を有している。
【００２１】ボディ８はステンレス鋼で形成されてい
て、その立ち上がった外周部が前記電池ケース２の開口
端部と溶接により接合されている。
て、その立ち上がった外周部が前記電池ケース２の開口
端部と溶接により接合されている。
【００２２】絶縁層９はボディ８の内周側にガラスで形
成されていて、この絶縁層９はボディ８と正極端子１０
とを絶縁するとともに、外周面でその構成ガラスがボデ
ィ８の内周面に融着し、内周面でその構成ガラスが正極
端子１０の外周面に融着していて、ボディ８と正極端子
１０との間をシールしている。
成されていて、この絶縁層９はボディ８と正極端子１０
とを絶縁するとともに、外周面でその構成ガラスがボデ
ィ８の内周面に融着し、内周面でその構成ガラスが正極
端子１０の外周面に融着していて、ボディ８と正極端子
１０との間をシールしている。
【００２３】正極端子１０はステンレス鋼製で、その一
部は電池組立時はパイプ状をしていて電解液注入口とし
て使用され、その上端部を電解液注入後にその中空部内
に挿入された正極集電体６の上部と溶接して封止するこ
とにより形成されたものである。
部は電池組立時はパイプ状をしていて電解液注入口とし
て使用され、その上端部を電解液注入後にその中空部内
に挿入された正極集電体６の上部と溶接して封止するこ
とにより形成されたものである。
【００２４】底部絶縁材１１はガラス繊維不織布からな
り、正極３と負極端子を兼ねる電池ケース２とを絶縁し
ている。また、上部絶縁材１２は上記底部絶縁材１１と
同様のガラス繊維不織布からなり、正極３と負極端子を
兼ねる電池蓋７のボディ８とが直接接触しないように絶
縁している。
り、正極３と負極端子を兼ねる電池ケース２とを絶縁し
ている。また、上部絶縁材１２は上記底部絶縁材１１と
同様のガラス繊維不織布からなり、正極３と負極端子を
兼ねる電池蓋７のボディ８とが直接接触しないように絶
縁している。
【００２５】実施例２ 負極１の高さと正極３の高さとの差が負極１の高さの５
％である以外は、実施例１と同様の無機非水電解液電池
を作製した。
％である以外は、実施例１と同様の無機非水電解液電池
を作製した。
【００２６】すなわち、この実施例２の電池において
は、負極１の高さが３１．６ｍｍであり、正極３の高さ
が３０ｍｍである。
は、負極１の高さが３１．６ｍｍであり、正極３の高さ
が３０ｍｍである。
【００２７】実施例３ 負極１の高さと正極３の高さとの差が負極１の高さの１
０％である以外は、実施例１と同様の無機非水電解液電
池を作製した。
０％である以外は、実施例１と同様の無機非水電解液電
池を作製した。
【００２８】すなわち、この実施例３の電池において
は、負極１の高さが３３．３ｍｍであり、正極３の高さ
が３０ｍｍである。
は、負極１の高さが３３．３ｍｍであり、正極３の高さ
が３０ｍｍである。
【００２９】比較例１ 負極１の高さと正極３の高さとの差が負極１の高さの１
９％である以外は、実施例１と同様の無機非水電解液電
池を作製した。
９％である以外は、実施例１と同様の無機非水電解液電
池を作製した。
【００３０】すなわち、この比較例１の電池は、図２に
示すとおりであり、負極１の高さが３７ｍｍで、正極３
の高さが３０ｍｍであって、負極１の高さが正極３の高
さよりかなり高くなっている。
示すとおりであり、負極１の高さが３７ｍｍで、正極３
の高さが３０ｍｍであって、負極１の高さが正極３の高
さよりかなり高くなっている。
【００３１】比較例２ 負極１の高さと正極３の高さとの差が負極１の高さの１
５％である以外は、実施例１と同様の無機非水電解液電
池を作製した。
５％である以外は、実施例１と同様の無機非水電解液電
池を作製した。
【００３２】すなわち、この比較例１の電池において
は、負極１の高さが３５．３ｍｍであり、正極３の高さ
が３０ｍｍである。
は、負極１の高さが３５．３ｍｍであり、正極３の高さ
が３０ｍｍである。
【００３３】つぎに、上記実施例１〜３および比較例１
〜２の電池を２０℃、３００Ω定抵抗で放電して放電電
気量を測定し、負極の理論電気量に対する負極の利用率
を算出した。その結果を表１に示す。
〜２の電池を２０℃、３００Ω定抵抗で放電して放電電
気量を測定し、負極の理論電気量に対する負極の利用率
を算出した。その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】 （注） Ｈ1 ： 負極１の高さ Ｈ2 ： 正極３の高さ
【００３５】表１に示すように、（Ｈ1 −Ｈ2 ）／Ｈ1
×１００、つまり、負極１の高さと正極３の高さとの差
が負極１の高さの１０％以下である実施例１〜３の電池
は、負極の利用率が９３％以上であり、負極の利用率の
低下が少なかった。
×１００、つまり、負極１の高さと正極３の高さとの差
が負極１の高さの１０％以下である実施例１〜３の電池
は、負極の利用率が９３％以上であり、負極の利用率の
低下が少なかった。
【００３６】なお、上記の実施例では、正極活物質とし
て塩化チオニルを用い、負極にリチウムを用いた場合に
ついて説明したが、正極活物質としては、塩化チオニル
以外にも、塩化スルフリル、塩化ホスホリルなどの常温
（２５℃）で液体のオキシハロゲン化物を用いることが
でき、また、負極には、リチウム以外にも、ナトリウ
ム、カリウムなどのアルカリ金属を用いることができ
る。
て塩化チオニルを用い、負極にリチウムを用いた場合に
ついて説明したが、正極活物質としては、塩化チオニル
以外にも、塩化スルフリル、塩化ホスホリルなどの常温
（２５℃）で液体のオキシハロゲン化物を用いることが
でき、また、負極には、リチウム以外にも、ナトリウ
ム、カリウムなどのアルカリ金属を用いることができ
る。
【００３７】また、実施例では、電解液として塩化チオ
ニルにＬｉＡｌＣｌ4 を溶解させたものを用いた場合に
ついて説明したが、電解液には、上記組合せ以外にも、
塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホリルなどの
オキシハロゲン化物にＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＡｌＢ
ｒ4 、ＬｉＧａＣｌ4 、ＬｉＢ10Ｃｌ10などの支持電解
質を溶解させたものを用いることができる。なお、電解
液の調製にあたっては、ＬｉＡｌＣｌ4 などの支持電解
質は、ＬｉＣｌとＡｌＣｌ3 をオキシハロゲン化物に添
加した電解液中でＬｉＡｌＣｌ4 の形で存在（ただし、
イオン化してＬｉ+ イオンとＡｌＣｌ4 -イオンとで存
在）するようにしてもよい。
ニルにＬｉＡｌＣｌ4 を溶解させたものを用いた場合に
ついて説明したが、電解液には、上記組合せ以外にも、
塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホリルなどの
オキシハロゲン化物にＬｉＡｌＣｌ4 、ＬｉＡｌＢ
ｒ4 、ＬｉＧａＣｌ4 、ＬｉＢ10Ｃｌ10などの支持電解
質を溶解させたものを用いることができる。なお、電解
液の調製にあたっては、ＬｉＡｌＣｌ4 などの支持電解
質は、ＬｉＣｌとＡｌＣｌ3 をオキシハロゲン化物に添
加した電解液中でＬｉＡｌＣｌ4 の形で存在（ただし、
イオン化してＬｉ+ イオンとＡｌＣｌ4 -イオンとで存
在）するようにしてもよい。
【００３８】さらに、実施例では、電池ケース２に有底
で円筒状のものを用いたが、電池ケース２は角筒状のも
のなど、円筒状以外の形状のものであってもよい。そし
て、実施例では、電池ケース２に円筒状のものを用いた
関係で、負極１やセパレータ４が円筒状で、正極３が円
柱状であるなど、電池の各構成部材が円筒状の電池ケー
ス２に適した形状のものを用いたが、電池ケース２が円
筒状以外の形状のものである場合には、各構成部材は電
池ケース２の形状に適するように作製したものを用いれ
ばよい。
で円筒状のものを用いたが、電池ケース２は角筒状のも
のなど、円筒状以外の形状のものであってもよい。そし
て、実施例では、電池ケース２に円筒状のものを用いた
関係で、負極１やセパレータ４が円筒状で、正極３が円
柱状であるなど、電池の各構成部材が円筒状の電池ケー
ス２に適した形状のものを用いたが、電池ケース２が円
筒状以外の形状のものである場合には、各構成部材は電
池ケース２の形状に適するように作製したものを用いれ
ばよい。
【００３９】また、実施例では、絶縁層９をガラスで構
成したものを用いた場合について説明したが、絶縁層９
はセラミックスで構成したものであってもよい。
成したものを用いた場合について説明したが、絶縁層９
はセラミックスで構成したものであってもよい。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、負極
１の高さと正極３の高さとの差を負極１の高さの１０％
以下に規制することによって、負極の利用率の低下の少
ない無機非水電解液電池を提供することができた。
１の高さと正極３の高さとの差を負極１の高さの１０％
以下に規制することによって、負極の利用率の低下の少
ない無機非水電解液電池を提供することができた。
【図１】本発明の無機非水電解液電池の一例を示す断面
図である。
図である。
【図２】本発明外の無機非水電解液電池の一例を示す断
面図である。
面図である。
１ 負極 ２ 電池ケース ３ 正極 ４ セパレータ ５ 電解液
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 常温で液体のオキシハロゲン化物を正極
活物質および電解液の溶媒とし、 負極１と、正極３と、セパレータ４と、電解液５を有
し、 上記負極１は、有底筒状の電池ケース２の内周面にそっ
て配置された筒状のアルカリ金属からなり、 上記正極３は、上記電池ケース２の中央部に配置された
柱状の炭素多孔質成形体からなり、 上記負極１と正極３との間に、セパレータ４が配置して
いる無機非水電解液電池において、 負極１の高さと正極３の高さとの差が、負極１の高さの
１０％以下であることを特徴とする無機非水電解液電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20151291A JP3031497B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 無機非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20151291A JP3031497B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 無機非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521073A true JPH0521073A (ja) | 1993-01-29 |
| JP3031497B2 JP3031497B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=16442275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20151291A Expired - Fee Related JP3031497B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 無機非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3031497B2 (ja) |
Citations (10)
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- 1991-07-15 JP JP20151291A patent/JP3031497B2/ja not_active Expired - Fee Related
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