JPH063736B2 - 非水溶媒電池 - Google Patents
非水溶媒電池Info
- Publication number
- JPH063736B2 JPH063736B2 JP59203568A JP20356884A JPH063736B2 JP H063736 B2 JPH063736 B2 JP H063736B2 JP 59203568 A JP59203568 A JP 59203568A JP 20356884 A JP20356884 A JP 20356884A JP H063736 B2 JPH063736 B2 JP H063736B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- positive electrode
- electrolytic solution
- aqueous solvent
- chloride
- 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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-
- 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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
-
- 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
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は非水溶媒電池に関し、特に正極活物質を兼ねる
電解液を改良した非水溶媒電池に係る。
電解液を改良した非水溶媒電池に係る。
負極活物質としてリチウム，ナトリウム，アルミニウム
等の軽金属を用いた非水溶媒電池は、エネルギー密度が
大きく、貯蔵特性に優れ、かつ作動温度範囲が広いとい
う特長をもつことから、電卓，時計，メモリのバックア
ップ電源として多用されている。中でも負極にリチウム
を用い、正極活物質として塩化チオニル(SOCl2)、塩化
スルフリル(SO2Cl2)等のイオウのオキシハロゲン化物を
用いた電池は、特にエネルギー密度が大きいために注目
されている。こうした電池は炭素及び金属集電体からな
る正極を有し、一般に塩化アルミニウム(AlCl3)、臭化
アルミニウム(AlBr3)等のルイス酸と塩化リチウム，臭
化リチウム等のルイス塩基とを溶解したイオウの液体状
オキシハロゲン化物を電解液として用いている。このた
め、液体状オキシハロゲン化物は、正極活物質と電解液
との双方を兼用しており、適当な形状の正極を用いるこ
とにより高率放電特性の優れた電池が期待できる。
等の軽金属を用いた非水溶媒電池は、エネルギー密度が
大きく、貯蔵特性に優れ、かつ作動温度範囲が広いとい
う特長をもつことから、電卓，時計，メモリのバックア
ップ電源として多用されている。中でも負極にリチウム
を用い、正極活物質として塩化チオニル(SOCl2)、塩化
スルフリル(SO2Cl2)等のイオウのオキシハロゲン化物を
用いた電池は、特にエネルギー密度が大きいために注目
されている。こうした電池は炭素及び金属集電体からな
る正極を有し、一般に塩化アルミニウム(AlCl3)、臭化
アルミニウム(AlBr3)等のルイス酸と塩化リチウム，臭
化リチウム等のルイス塩基とを溶解したイオウの液体状
オキシハロゲン化物を電解液として用いている。このた
め、液体状オキシハロゲン化物は、正極活物質と電解液
との双方を兼用しており、適当な形状の正極を用いるこ
とにより高率放電特性の優れた電池が期待できる。
ところで、上述した電池は正極活物質であるイオウのオ
キシハロゲン化物が負極のリチウムと直接接触している
ため、負極リチウム表面に反応生成物であるLiCl皮膜が
生成される。このLiCl皮膜は、負極リチウムとオキシハ
ロゲン化物の直接接触を防止する機能を有し、貯蔵時に
おいて電池の容量劣化を防ぐ役割りをする。しかし、放
電時には抵抗部分として働き、放電初期の電圧降下の原
因となる。この電圧降下の程度は、放電電流がμＡオー
ダの微小な場合には無視できる程小さいが、大電流放電
の場合には無視できず、特に高温で長時間貯蔵してLiCl
被膜の成長が相当起った後や、低温での放電時には放電
開始と共に大幅な電圧降下を生じ、所定の電圧に回復す
るまでかなりの時間を必要とする、いわゆる電圧遅延現
象と呼ばれる問題があった。
キシハロゲン化物が負極のリチウムと直接接触している
ため、負極リチウム表面に反応生成物であるLiCl皮膜が
生成される。このLiCl皮膜は、負極リチウムとオキシハ
ロゲン化物の直接接触を防止する機能を有し、貯蔵時に
おいて電池の容量劣化を防ぐ役割りをする。しかし、放
電時には抵抗部分として働き、放電初期の電圧降下の原
因となる。この電圧降下の程度は、放電電流がμＡオー
ダの微小な場合には無視できる程小さいが、大電流放電
の場合には無視できず、特に高温で長時間貯蔵してLiCl
被膜の成長が相当起った後や、低温での放電時には放電
開始と共に大幅な電圧降下を生じ、所定の電圧に回復す
るまでかなりの時間を必要とする、いわゆる電圧遅延現
象と呼ばれる問題があった。
このようなことから、上記問題を解決するためにいくつ
かの提案がなされており、例えば特公昭57-37992には負
極表面を塩化ビニル，塩化ビニリデンのホモポリマーや
塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体等のビニルポリマ
で被覆することが開示されている。しかしながら、かか
る方法によると確かに電圧遅延現象は大幅に改善される
が、電池を高温で貯蔵した後に大電流放電を行なったよ
うな場合には電圧の回復に少々の時間を要していた。
かの提案がなされており、例えば特公昭57-37992には負
極表面を塩化ビニル，塩化ビニリデンのホモポリマーや
塩化ビニルと酢酸ビニルとの共重合体等のビニルポリマ
で被覆することが開示されている。しかしながら、かか
る方法によると確かに電圧遅延現象は大幅に改善される
が、電池を高温で貯蔵した後に大電流放電を行なったよ
うな場合には電圧の回復に少々の時間を要していた。
本発明は、大電流放電初期においても電圧降下が小さ
く、かつ電圧の回復時間も短く、更に放電特性の優れた
非水溶媒電池を提供しようとするものである。
く、かつ電圧の回復時間も短く、更に放電特性の優れた
非水溶媒電池を提供しようとするものである。
本発明は、リチウム等の軽金属からなる負極と、炭素を
主構成材とする正極と、イオウのオキシハロゲン化物を
主成分とする正極活物質を兼ねる電解液とから構成され
る非水溶媒電池において、前記電解液に塩化ビニルと塩
化ビニリデンの共重合体を添加しことを特徴とするもの
である。このように電解液に塩化ビニルと塩化ビニリデ
ンの共重合体を存在させた電池は、貯蔵後に大電流を行
なっても大幅な電圧降下を示さず、しかも電圧の回復時
間も短い。この場合、電圧回復時間の短縮の程度は、塩
化ビニルや塩化ビニリデン等のホモポリマ及び両者の混
合物、又は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等のビニル
ポリマを電解液に添加させた電池に比べて格段に優れて
いる。
主構成材とする正極と、イオウのオキシハロゲン化物を
主成分とする正極活物質を兼ねる電解液とから構成され
る非水溶媒電池において、前記電解液に塩化ビニルと塩
化ビニリデンの共重合体を添加しことを特徴とするもの
である。このように電解液に塩化ビニルと塩化ビニリデ
ンの共重合体を存在させた電池は、貯蔵後に大電流を行
なっても大幅な電圧降下を示さず、しかも電圧の回復時
間も短い。この場合、電圧回復時間の短縮の程度は、塩
化ビニルや塩化ビニリデン等のホモポリマ及び両者の混
合物、又は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等のビニル
ポリマを電解液に添加させた電池に比べて格段に優れて
いる。
上記電解液中への塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体
の含有量は、0.2〜１０g/lの範囲にすることが望まし
い。この理由は、共重合体の含有量を0.2g/l未満にする
と、電圧降下の抑制降下等を十分に発揮できず、かとい
ってその量が１０g/lを越えると、その効果が殆んど増
大しないばかりか、かえって電池の放電容量が減少する
恐れがある。
の含有量は、0.2〜１０g/lの範囲にすることが望まし
い。この理由は、共重合体の含有量を0.2g/l未満にする
と、電圧降下の抑制降下等を十分に発揮できず、かとい
ってその量が１０g/lを越えると、その効果が殆んど増
大しないばかりか、かえって電池の放電容量が減少する
恐れがある。
本発明に用いる塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体は
塩化ビニルと塩化ビニリデンとの重量比で９５：５〜１
０〜９０、より好ましくは９５：５〜５０：５０の範囲
にすることが望ましい。
塩化ビニルと塩化ビニリデンとの重量比で９５：５〜１
０〜９０、より好ましくは９５：５〜５０：５０の範囲
にすることが望ましい。
〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例 図中の１は負極端子を兼ねる上面が開口した例えばステ
ンレス製の有底円筒形の缶体である。この缶体１の内面
には金属リチウムからなる筒状の負極２が圧着されてい
る。この負極２の内側の缶体１内には、筒状ステンレス
製網体の金属集電体３の外側に筒状多孔質炭素層を圧着
した構造の正極５がガラス不織布からなるセパレータ６
１，６２を介して設けられている。なお、前記正極５
は、例えば市販のアセチレングラックとポリテトラフル
オロエチレンとを混合し、この混練物をステンレス製網
体の金属集電体３と共に該集電体が内側となるように円
筒状に成形した後、１５０℃の真空下で乾燥して前記混
練物を多孔質炭素層４とすることにより作製される。
ンレス製の有底円筒形の缶体である。この缶体１の内面
には金属リチウムからなる筒状の負極２が圧着されてい
る。この負極２の内側の缶体１内には、筒状ステンレス
製網体の金属集電体３の外側に筒状多孔質炭素層を圧着
した構造の正極５がガラス不織布からなるセパレータ６
１，６２を介して設けられている。なお、前記正極５
は、例えば市販のアセチレングラックとポリテトラフル
オロエチレンとを混合し、この混練物をステンレス製網
体の金属集電体３と共に該集電体が内側となるように円
筒状に成形した後、１５０℃の真空下で乾燥して前記混
練物を多孔質炭素層４とすることにより作製される。
また、前記正極５上方の缶体１内には、前記セパレータ
６１に支持された中央に穴を有する絶縁紙７が配設され
ている。前記缶体１の上面開口部にはメタルトップ８が
レーザ溶接等により封着されており、かつ該メタルトッ
プ８の中心の穴９にはパイプ状製正極端子１０がガラス
製のシール材１１を介してメタルトップ８に対し電気的
に絶縁して固定されている。前記正極端子１０の下端は
リード線１２を介して前記正極５の金属集電体３に接続
されている。そして、前記缶体１内には前記パイプ状正
極端子１０から注入された電解液１３が収容されてい
る。この電解液１３は塩化チオニル（SOCl2）中に塩化
アルミニウム（AlCl3）と塩化リチウム（LiCl）とを夫
々1.5モル／溶解させた液に、市販の塩化ビニル−塩
化ビニリデン共重合体（共重合比８０：２０）を2.5/
添加したものである。なお、前記パイプ状正極端子１０
には例えばステンレス製の針体１４が挿入され、該端子
１０先端と挿入した針体１４とをレーザ溶接することに
より該正極端子１０が封口される。
６１に支持された中央に穴を有する絶縁紙７が配設され
ている。前記缶体１の上面開口部にはメタルトップ８が
レーザ溶接等により封着されており、かつ該メタルトッ
プ８の中心の穴９にはパイプ状製正極端子１０がガラス
製のシール材１１を介してメタルトップ８に対し電気的
に絶縁して固定されている。前記正極端子１０の下端は
リード線１２を介して前記正極５の金属集電体３に接続
されている。そして、前記缶体１内には前記パイプ状正
極端子１０から注入された電解液１３が収容されてい
る。この電解液１３は塩化チオニル（SOCl2）中に塩化
アルミニウム（AlCl3）と塩化リチウム（LiCl）とを夫
々1.5モル／溶解させた液に、市販の塩化ビニル−塩
化ビニリデン共重合体（共重合比８０：２０）を2.5/
添加したものである。なお、前記パイプ状正極端子１０
には例えばステンレス製の針体１４が挿入され、該端子
１０先端と挿入した針体１４とをレーザ溶接することに
より該正極端子１０が封口される。
比較例１ 電解液として塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体を添
加しない1.5モル／濃度のAlCl3／LiCl系のものを用い
た以外、実施例と同構造の電池を組立てた。
加しない1.5モル／濃度のAlCl3／LiCl系のものを用い
た以外、実施例と同構造の電池を組立てた。
比較例２ 電解液として、塩化ビニルホモポリマーを2.5g/添加
した1.5モル／濃度のAlCl3／LiCl系のものを用いた以
外、実施例と同構造の電池を組立てた。
した1.5モル／濃度のAlCl3／LiCl系のものを用いた以
外、実施例と同構造の電池を組立てた。
比較例３ 電解液として、塩化ビリデンホモポリマーを2.5g/添
加した1.5モル／濃度のAlCl3／LiCl系のものを用いた
以外、実施例と同構造の電池を組立てた。
加した1.5モル／濃度のAlCl3／LiCl系のものを用いた
以外、実施例と同構造の電池を組立てた。
比較例４ 電解液として、塩化ビニルホモポリマーと塩化ビニリデ
ンホモポリマーとを８０：２０の重量比で混合した混合
ポリマーを2.5g/添加した1.5モル／濃度のAlCl3／L
iCl系のものを用いた以外、実施例と同構造の電池を組
立てた。
ンホモポリマーとを８０：２０の重量比で混合した混合
ポリマーを2.5g/添加した1.5モル／濃度のAlCl3／L
iCl系のものを用いた以外、実施例と同構造の電池を組
立てた。
比較例５ 電解液として、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（共重
合比８６：１４）を2.5g/添加した1.5モル／濃度の
AlCl3／LiCl系のものを用いた以外、実施例と同構造の
電池を組立てた。
合比８６：１４）を2.5g/添加した1.5モル／濃度の
AlCl3／LiCl系のものを用いた以外、実施例と同構造の
電池を組立てた。
しかして、本実施例及び比較例１〜５の電池について、
組立後６０℃で２０日間貯蔵を行なった後、３０Ωの定
抵抗放電を行ない、放電開始時の最低電圧と、電圧が2.
5Ｖに戻るまでの時間、並びに平均作動電圧及び放電容
量を測定した。その結果を、下記表に示した。
組立後６０℃で２０日間貯蔵を行なった後、３０Ωの定
抵抗放電を行ない、放電開始時の最低電圧と、電圧が2.
5Ｖに戻るまでの時間、並びに平均作動電圧及び放電容
量を測定した。その結果を、下記表に示した。
上記より明らかな如く、電解液中に塩化ビニル−塩化ビ
ニリデン共重合体を含有させた電池は、従来の電池に比
べて初期の電圧降下が小さく、かつ電圧の回復時間も短
かく、更に放電容量も向上することがわかる。
ニリデン共重合体を含有させた電池は、従来の電池に比
べて初期の電圧降下が小さく、かつ電圧の回復時間も短
かく、更に放電容量も向上することがわかる。
以上詳述した如く、本発明によれば大電流放電初期にお
いても電圧降下を抑制し、かつ電圧の回復時間も短縮さ
れ、更に放電容量も向上する等、放電特性の優れた非水
溶媒電池を提供できる。
いても電圧降下を抑制し、かつ電圧の回復時間も短縮さ
れ、更に放電容量も向上する等、放電特性の優れた非水
溶媒電池を提供できる。
図は、本発明の一実施例を示す非水溶媒電池の断面図で
ある。 １…缶体、２…負極、３…金属集電体、４…多孔質炭素
層、５…正極、６１，６２…セパレータ、８…メタルト
ップ、１０…パイプ状正極端子、１３…電解液。
ある。 １…缶体、２…負極、３…金属集電体、４…多孔質炭素
層、５…正極、６１，６２…セパレータ、８…メタルト
ップ、１０…パイプ状正極端子、１３…電解液。
Claims (1)
- 【請求項１】リチウム，ナトリウム，アルミニウムの軽
金属からなる負極と、炭素を主構成材とする正極と、イ
オウのオキシハロゲン化物を主成分とする正極活物質を
兼ねる電解液とから構成された非水溶媒電池において、
前記電解液に塩化ビニルと塩化ビニリデンとの共重合体
を添加したことを特徴とする非水溶媒電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59203568A JPH063736B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 非水溶媒電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59203568A JPH063736B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 非水溶媒電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182673A JPS6182673A (ja) | 1986-04-26 |
| JPH063736B2 true JPH063736B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=16476280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59203568A Expired - Lifetime JPH063736B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 非水溶媒電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063736B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116231032A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-06-06 | 佛山(华南)新材料研究院 | 一种针形电池的制备方法 |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP59203568A patent/JPH063736B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6182673A (ja) | 1986-04-26 |
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