JPH0533503B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0533503B2 JPH0533503B2 JP20744586A JP20744586A JPH0533503B2 JP H0533503 B2 JPH0533503 B2 JP H0533503B2 JP 20744586 A JP20744586 A JP 20744586A JP 20744586 A JP20744586 A JP 20744586A JP H0533503 B2 JPH0533503 B2 JP H0533503B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- lithium
- oxyhalide
- positive electrode
- bipolar
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/117—Inorganic material
- H01M50/119—Metals
-
- 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
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/61—Types of temperature control
- H01M10/613—Cooling or keeping cold
-
- 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
- H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
- H01M10/65—Means for temperature control structurally associated with the cells
- H01M10/655—Solid structures for heat exchange or heat conduction
- H01M10/6551—Surfaces specially adapted for heat dissipation or radiation, e.g. fins or coatings
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
発明の利用分野
本発明は放熱性能に優れたオキシハライド−リ
チウム電池に関するものである。
チウム電池に関するものである。
従来の技術とその問題点
正極活物質として塩化チオニル、塩化スルフリ
ル等のオキシハライドを、負極活物質に活性金属
であるリチウムを用いるオキシハライド−リチウ
ム電池では、オキシハライドが正極活物質と電解
液を兼ねており、エネルギー密度が大きく、作動
電圧も約3.5Vと高いなど、優れた性能を有する
が、半面、著しい大電流放電時に於てはジユール
発熱による電池温度の上昇によりリチウムの活性
が上昇し、電解液あるいは反応生成物であるＳや
Li2Ｓと抑制不可能な化学反応（熱逸走）を引起
こし、遂には電池爆発に至るという危険が存在す
る。このような危険防止のため、従来は、反応
表面を小さくするか、過電流防止ヒユーズを組込
んで設定値以上の大電流が流れないようにする。
この種電池の電池ケースには耐オキシハライド
性の点からステンレスまたはニツケルメツキ鋼が
一般に用いられているので、これら金属の熱伝導
性を利用し、電池ケースに正極集電体または負極
リチウムのどちらか一方を定着させ、内部で発生
したジユール熱を電池ケースを経て同表面より外
部に放出する。等の方法が用いられていた。
ル等のオキシハライドを、負極活物質に活性金属
であるリチウムを用いるオキシハライド−リチウ
ム電池では、オキシハライドが正極活物質と電解
液を兼ねており、エネルギー密度が大きく、作動
電圧も約3.5Vと高いなど、優れた性能を有する
が、半面、著しい大電流放電時に於てはジユール
発熱による電池温度の上昇によりリチウムの活性
が上昇し、電解液あるいは反応生成物であるＳや
Li2Ｓと抑制不可能な化学反応（熱逸走）を引起
こし、遂には電池爆発に至るという危険が存在す
る。このような危険防止のため、従来は、反応
表面を小さくするか、過電流防止ヒユーズを組込
んで設定値以上の大電流が流れないようにする。
この種電池の電池ケースには耐オキシハライド
性の点からステンレスまたはニツケルメツキ鋼が
一般に用いられているので、これら金属の熱伝導
性を利用し、電池ケースに正極集電体または負極
リチウムのどちらか一方を定着させ、内部で発生
したジユール熱を電池ケースを経て同表面より外
部に放出する。等の方法が用いられていた。
しかし、伝導膜を介して片面に正極集電体、反
対面にリチウムを固定して成るバイポーラ構造の
極板を用い、複数枚のバイポーラ極板を積層して
電池とした場合には、直列接続構成となるため、
極板を直接金属ケースと接触させることは不可能
であり、予め内面をテフロンのような耐オキシハ
ライド性の良好な樹脂で覆つた金属ケースを用
い、テフロン面に極板を当接させるような形で極
板を組込んで電池としていた。
対面にリチウムを固定して成るバイポーラ構造の
極板を用い、複数枚のバイポーラ極板を積層して
電池とした場合には、直列接続構成となるため、
極板を直接金属ケースと接触させることは不可能
であり、予め内面をテフロンのような耐オキシハ
ライド性の良好な樹脂で覆つた金属ケースを用
い、テフロン面に極板を当接させるような形で極
板を組込んで電池としていた。
しかしながら、このような構造では極板と電池
ケース間に熱伝導率の悪い（約5.9×10-4cal／
cm・sec・℃）テフロン層が存在するため、電池
からの放熱は十分でなかつた。
ケース間に熱伝導率の悪い（約5.9×10-4cal／
cm・sec・℃）テフロン層が存在するため、電池
からの放熱は十分でなかつた。
問題点を解決するための手段
この種電池からの放熱を良好ならしめるには熱
伝導率が大きく、電気絶縁性が良好で、耐オキシ
ハライド性の良い絶縁層を金属ケース内面に設け
ることが必要であり、更に被覆層としては電極組
込み作業時の作業性を考慮すれば、その機械的強
度が大きい程好ましい。
伝導率が大きく、電気絶縁性が良好で、耐オキシ
ハライド性の良い絶縁層を金属ケース内面に設け
ることが必要であり、更に被覆層としては電極組
込み作業時の作業性を考慮すれば、その機械的強
度が大きい程好ましい。
発明者等はこのような観点から、各種材料につ
いて検討した結果、アルミナ、チタニア、アルミ
ナ・チタニア等のセラミツクスが良好な電気絶縁
性と大きな絶縁耐力（約100V／mil）、高い熱伝
導率（約７×10-3cal／cm・sec・℃）、良好な耐
オキシハライド性、大きな機械的強度（ロツクウ
エル硬度50以上）を有し、要求性能を全て満足す
ることを見出した。
いて検討した結果、アルミナ、チタニア、アルミ
ナ・チタニア等のセラミツクスが良好な電気絶縁
性と大きな絶縁耐力（約100V／mil）、高い熱伝
導率（約７×10-3cal／cm・sec・℃）、良好な耐
オキシハライド性、大きな機械的強度（ロツクウ
エル硬度50以上）を有し、要求性能を全て満足す
ることを見出した。
本発明はこの検討結果に基ずき、電池ケースと
して内面をセラミツクで被覆した金属ケースを用
い、前記セラミツク被覆層にパイポーラ構造の電
池の周辺部を当接させて収納したオキシハライド
−リチウム電池を提供するものである。
して内面をセラミツクで被覆した金属ケースを用
い、前記セラミツク被覆層にパイポーラ構造の電
池の周辺部を当接させて収納したオキシハライド
−リチウム電池を提供するものである。
実施例
以下、本発明の実施例について詳述する。
第１図は本発明オキシハライド−リチウム電池
の断面図であり、第２図は本発明電池における電
池ケースとバイポーラ極板との当接部の部分拡大
図である。
の断面図であり、第２図は本発明電池における電
池ケースとバイポーラ極板との当接部の部分拡大
図である。
バイポーラ電極１は一方側に負極活物質である
リチウム２を、他方側に正極集電体３を担持する
電導膜４を有している。リチウム２は厚み0.11mm
のリチウム箔であり、正極集電体３はアセチレン
ブラツクに約10％のテフロン粉末を混練して成型
したもので、厚み0.20mmに仕上げたものである。
また、電導膜４は厚さ0.05mmのアルミニウム箔に
厚さ0.003mmのニツケルメツキを施したものであ
る。
リチウム２を、他方側に正極集電体３を担持する
電導膜４を有している。リチウム２は厚み0.11mm
のリチウム箔であり、正極集電体３はアセチレン
ブラツクに約10％のテフロン粉末を混練して成型
したもので、厚み0.20mmに仕上げたものである。
また、電導膜４は厚さ0.05mmのアルミニウム箔に
厚さ0.003mmのニツケルメツキを施したものであ
る。
バイポーラ極板の直径を60mmφとし、このバイ
ポーラ極板10枚を積層した。積層体の一方の端部
にはリチウム２だけを備えた電導膜より成る端部
プレート５を配置し、電池の負極として機能さ
せ、積層体の反対側の端部には正極集電体３だけ
を備えた電導膜より成る端部プレート６を配置し
て電池の正極として機能させる。各々のバイポー
ラ極板は同一の極性を有する側が同一の方向に整
列し、１つのバイポーラ極板のリチウムが隣り合
うバイポーラ極板の正極集電体と向い合うように
して位置付けられている。
ポーラ極板10枚を積層した。積層体の一方の端部
にはリチウム２だけを備えた電導膜より成る端部
プレート５を配置し、電池の負極として機能さ
せ、積層体の反対側の端部には正極集電体３だけ
を備えた電導膜より成る端部プレート６を配置し
て電池の正極として機能させる。各々のバイポー
ラ極板は同一の極性を有する側が同一の方向に整
列し、１つのバイポーラ極板のリチウムが隣り合
うバイポーラ極板の正極集電体と向い合うように
して位置付けられている。
また、各バイポーラ極板は厚み0.20mmのガラス
不織布より成るセパレータ７により絶縁される。
ガラス不織布セパレータ７は多孔度が約90％であ
り、起電反応に必要な電解液の保持材としても機
能する。
不織布より成るセパレータ７により絶縁される。
ガラス不織布セパレータ７は多孔度が約90％であ
り、起電反応に必要な電解液の保持材としても機
能する。
電池ケース８はステンレスより成る金属ケース
９の内面にアルミナより成る厚さ100ミクロンの
セラミツク層１０をプラズマ溶射により形成させ
たものであり、バイポーラ極板の電導膜周辺部は
このセラミツク層に当接するように組込まれてい
る。電解液には塩化アルミニウムと塩化ガリウム
を夫々25モル／、１モル／溶解した塩化リチ
ウム溶液を用いた。
９の内面にアルミナより成る厚さ100ミクロンの
セラミツク層１０をプラズマ溶射により形成させ
たものであり、バイポーラ極板の電導膜周辺部は
このセラミツク層に当接するように組込まれてい
る。電解液には塩化アルミニウムと塩化ガリウム
を夫々25モル／、１モル／溶解した塩化リチ
ウム溶液を用いた。
発明の効果
上述の如く構成した本発明電池Ａと、セラミツ
ク層１０に代つて従来のテフロンコーテイングを
施した電池ケースを用いて同一形状に仕上げた従
来電池Ｂを、84mA／cm2で定電流放電させ、放電
性能と電池内温度を計測した。尚、放電は電池電
圧が20Vを下回つた時、あるいは安全性の点から
電池温度が120℃に達した時に終了とした。その
結果を第３図に示す。
ク層１０に代つて従来のテフロンコーテイングを
施した電池ケースを用いて同一形状に仕上げた従
来電池Ｂを、84mA／cm2で定電流放電させ、放電
性能と電池内温度を計測した。尚、放電は電池電
圧が20Vを下回つた時、あるいは安全性の点から
電池温度が120℃に達した時に終了とした。その
結果を第３図に示す。
本発明電池Ａは放熱が良好で電池内温度の上昇
が少なく、終止電圧20Vで９分間の放電が可能
で、その時点の温度が95℃であつたのに比べ、従
来電池Ｂでは放電開始後７分で温度が120℃に達
し、放電終了となつた。
が少なく、終止電圧20Vで９分間の放電が可能
で、その時点の温度が95℃であつたのに比べ、従
来電池Ｂでは放電開始後７分で温度が120℃に達
し、放電終了となつた。
以上から明らかな如く、本発明は良好な放熱性
能を有するバイポーラ構造の極板を有する電池が
得られる。
能を有するバイポーラ構造の極板を有する電池が
得られる。
尚、本実施例ではセラミツク層としてアルミナ
を用いたが、耐オキシハライド性に優れ、良好な
熱伝導率を示すものであればよい。また、セラミ
ツク層の形成について、プラズマ溶射法を示した
が、金属ケースとセラミツクが良好な結合を示す
加工法であれば、必ずしもプラズマ溶射法に限定
されるものではない。更に、金属ケースについて
もニツケルメツキ鋼、あるいはニツケルメツキア
ルミニウムなどの使用も可能であり、耐オキシハ
ライド性の良好な金属であれば使用可能である。
を用いたが、耐オキシハライド性に優れ、良好な
熱伝導率を示すものであればよい。また、セラミ
ツク層の形成について、プラズマ溶射法を示した
が、金属ケースとセラミツクが良好な結合を示す
加工法であれば、必ずしもプラズマ溶射法に限定
されるものではない。更に、金属ケースについて
もニツケルメツキ鋼、あるいはニツケルメツキア
ルミニウムなどの使用も可能であり、耐オキシハ
ライド性の良好な金属であれば使用可能である。
第１図は本発明になるオキシハライド−リチウ
ム電池の一実施例を示す断面図、第２図は本発明
電池の部分拡大断面図、第３図は本発明電池Ａと
従来電池Ｂの比較放電特性図である。 １……バイポーラ極板、２……リチウム、３…
…正極集電体、４……電導膜、８……電池ケー
ス、９……金属ケース、１０……セラミツク層。
ム電池の一実施例を示す断面図、第２図は本発明
電池の部分拡大断面図、第３図は本発明電池Ａと
従来電池Ｂの比較放電特性図である。 １……バイポーラ極板、２……リチウム、３…
…正極集電体、４……電導膜、８……電池ケー
ス、９……金属ケース、１０……セラミツク層。
Claims (1)
- １ 電池ケースとして内面をセラミツク被覆した
金属ケースを用い、パイポーラ構造の極板の周辺
部を前記セラミツク被覆層に当接させて収納した
ことを特徴とするオキシハライド−リチウム電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61207445A JPS6362156A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | オキシハライド−リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61207445A JPS6362156A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | オキシハライド−リチウム電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6362156A JPS6362156A (ja) | 1988-03-18 |
| JPH0533503B2 true JPH0533503B2 (ja) | 1993-05-19 |
Family
ID=16539886
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61207445A Granted JPS6362156A (ja) | 1986-09-02 | 1986-09-02 | オキシハライド−リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6362156A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2888016B2 (ja) * | 1992-02-20 | 1999-05-10 | 株式会社豊田自動織機製作所 | 渦巻き型電池 |
| US6120930A (en) * | 1997-07-25 | 2000-09-19 | 3M Innovative Properties Corporation | Rechargeable thin-film electrochemical generator |
| US6117584A (en) * | 1997-07-25 | 2000-09-12 | 3M Innovative Properties Company | Thermal conductor for high-energy electrochemical cells |
-
1986
- 1986-09-02 JP JP61207445A patent/JPS6362156A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6362156A (ja) | 1988-03-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1636870B1 (en) | Stacked-type lithium-ion rechargeable battery | |
| JP4243409B2 (ja) | リチウム２次電池 | |
| US3486940A (en) | Storage battery having a positive electrode comprising a supporting base of titanium nitride having a surface film of non-polarizing material | |
| JPS6343310A (ja) | 寿命の長いキヤパシタ及びその製造方法 | |
| JPH0652669B2 (ja) | 巻回された電極構造をもつ電気化学セル | |
| CN110165094B (zh) | 动力电池顶盖 | |
| EP0061724B1 (en) | Cell employing a coiled electrode assembly | |
| EP1714347B1 (en) | Electrochemical cell having an improved safety | |
| JP4590723B2 (ja) | 巻回型電極電池およびその製造方法 | |
| WO2005076392A1 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JP2001015152A (ja) | 全固体積層電池 | |
| JP2001313025A (ja) | 電 池 | |
| US5382479A (en) | Advanced stacked multicell thermal battery | |
| US4603165A (en) | Material suitable for thermal protection of electrochemical cells and other articles | |
| JP2000195495A (ja) | シ―ト電池 | |
| JP2001185201A (ja) | 密閉電池 | |
| JP2002246012A (ja) | 非水電解質二次電池 | |
| US5543247A (en) | High temperature cell electrical insulation | |
| JPH10162805A (ja) | 電 池 | |
| CN219371289U (zh) | 一种正负极同端电池 | |
| JPS63298980A (ja) | 固体電解質電池 | |
| US3819414A (en) | Storage battery and positive electrode therefor | |
| US4458411A (en) | Method of fabricating an extremely high rate flat cell | |
| JPH1092445A (ja) | 全固体型リチウム電池 | |
| JPS6362156A (ja) | オキシハライド−リチウム電池 |