JPH0673302B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
- Publication number
- JPH0673302B2 JPH0673302B2 JP60057101A JP5710185A JPH0673302B2 JP H0673302 B2 JPH0673302 B2 JP H0673302B2 JP 60057101 A JP60057101 A JP 60057101A JP 5710185 A JP5710185 A JP 5710185A JP H0673302 B2 JPH0673302 B2 JP H0673302B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lithium
- battery
- aqueous electrolyte
- positive electrode
- aluminum 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
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
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はリチウム又はリチウム合金を活物質とする負極
と、非水電解液と、正極とを備える非水電解液電池に関
するものである。
と、非水電解液と、正極とを備える非水電解液電池に関
するものである。
（ロ）従来の技術 非水電解液電池としては、二酸化マンガンやフッ化炭素
などを正極活物質とする3V系が既に実用化されており、
また例えば特開昭55-137669号公報に開示されているよ
うに酸化第二銅、二硫化鉄、三酸化ビスマスなどを正極
活物質とする1.5V系も提案されている。
などを正極活物質とする3V系が既に実用化されており、
また例えば特開昭55-137669号公報に開示されているよ
うに酸化第二銅、二硫化鉄、三酸化ビスマスなどを正極
活物質とする1.5V系も提案されている。
ところでこの種電池は負極活物質として水分との反応性
に富むリチウムを用いるため電池組立に際しては水分の
混入を阻止するように工夫されている。しかしながら、
電池保存中に外部から水分が侵入し、その水分とリチウ
ムとが反応してリチウム極表面に水酸化リチウムよりな
る絶縁被膜が生成して内部抵抗が上昇し、放電容量が低
下するという問題があった。
に富むリチウムを用いるため電池組立に際しては水分の
混入を阻止するように工夫されている。しかしながら、
電池保存中に外部から水分が侵入し、その水分とリチウ
ムとが反応してリチウム極表面に水酸化リチウムよりな
る絶縁被膜が生成して内部抵抗が上昇し、放電容量が低
下するという問題があった。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明は非水電解液電池の保存特性を改善することを主
たる目的とする。
たる目的とする。
更に、本発明は特に酸化第二銅、二硫化鉄、三酸化ビス
マスなどを正極活物質とする1.5V系電池の保存後の開回
路電圧の上昇を抑制することを目的とする。1.5V系電池
を組立てた場合、正極中の不純物または活性な部分の影
響で初期の開回路電圧は約3.0Vを示し、1.5V用の回路を
組込んだ機器を損傷する懸念がある。
マスなどを正極活物質とする1.5V系電池の保存後の開回
路電圧の上昇を抑制することを目的とする。1.5V系電池
を組立てた場合、正極中の不純物または活性な部分の影
響で初期の開回路電圧は約3.0Vを示し、1.5V用の回路を
組込んだ機器を損傷する懸念がある。
そこで、従来では電池組立後、前処理放電を行なうこと
によって初期の開回路電圧の上昇部分をカットすること
が一般に行なわれている。しかしながら、この電池を保
存していると、また開回路電圧が上昇するという問題が
あった。
によって初期の開回路電圧の上昇部分をカットすること
が一般に行なわれている。しかしながら、この電池を保
存していると、また開回路電圧が上昇するという問題が
あった。
（ニ）問題点を解決するための手段 特許請求の範囲第項記載の発明に係る非水電解液電池
は、金属リチウムからなる負極と、溶媒及び溶質からな
る非水電解液と、正極とを備えるものであって、前記非
水電解液に塩化アルミニウムリチウムを0.0001〜0.001
モル/l添加したことを特徴とするものである。
は、金属リチウムからなる負極と、溶媒及び溶質からな
る非水電解液と、正極とを備えるものであって、前記非
水電解液に塩化アルミニウムリチウムを0.0001〜0.001
モル/l添加したことを特徴とするものである。
また、特許請求の範囲第項記載の発明に係る非水電解
液電池は、金属リチウムからなる負極と、溶媒及び溶質
からなる非水電解液と、正極とを備えるものであって、
前記非水電解液に塩化アルミニウムを0.001〜0.1モル/l
添加したことを特徴とするものである。
液電池は、金属リチウムからなる負極と、溶媒及び溶質
からなる非水電解液と、正極とを備えるものであって、
前記非水電解液に塩化アルミニウムを0.001〜0.1モル/l
添加したことを特徴とするものである。
（ホ）作用 塩化アルミニウム或いは塩化アルミニウムリチウムを電
解液中に添加すると、アルミニウムイオンがリチウム金
属と置換しリチウム負極表面にリチウム−アルミニウム
被膜が形成されることになる、その結果、例え外部から
水分が侵入してもリチウム−アルミニウム被膜によって
水酸化リチウム絶縁被膜の生成が抑制される。
解液中に添加すると、アルミニウムイオンがリチウム金
属と置換しリチウム負極表面にリチウム−アルミニウム
被膜が形成されることになる、その結果、例え外部から
水分が侵入してもリチウム−アルミニウム被膜によって
水酸化リチウム絶縁被膜の生成が抑制される。
但し、塩化アルミニウムの添加量が0.0001モル/l未満で
ある場合、又は、塩化アルミニウムリチウムの添加量が
0.001モル/l未満である場合には、充分な厚さのリチウ
ム−アルミニウム被膜がリチウム負極表面に形成されな
いために、外部から水が侵入するとリチウム負極表面に
水酸化リチウム絶縁被膜が形成され、保存特性を充分に
改善することができない。一方、塩化アルミニウムの添
加量が0.001モル/lを超える場合には非水電解液に塩化
アルミニウムが溶解せず塩化アルミニウムが析出し、ま
た塩化アルミニウムリチウムの添加量が0.1モル/lを超
える場合には、保存後の電池の内部抵抗が上昇する。
ある場合、又は、塩化アルミニウムリチウムの添加量が
0.001モル/l未満である場合には、充分な厚さのリチウ
ム−アルミニウム被膜がリチウム負極表面に形成されな
いために、外部から水が侵入するとリチウム負極表面に
水酸化リチウム絶縁被膜が形成され、保存特性を充分に
改善することができない。一方、塩化アルミニウムの添
加量が0.001モル/lを超える場合には非水電解液に塩化
アルミニウムが溶解せず塩化アルミニウムが析出し、ま
た塩化アルミニウムリチウムの添加量が0.1モル/lを超
える場合には、保存後の電池の内部抵抗が上昇する。
更に、またアルミニウムイオンが正極中の不純物や活性
な部分と反応して、これらの存在に起因する保存後の開
回路電圧の上昇を抑制することができ、特に1.5V系電池
において有益である。
な部分と反応して、これらの存在に起因する保存後の開
回路電圧の上昇を抑制することができ、特に1.5V系電池
において有益である。
（ヘ）実施例 実施例1. 正極は、市販特級の酸化第二銅85重量％に導電剤として
の黒鉛を10重量％、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を５
重量％を加えて充分混合した後、この混合物を約２トン
／cm2の圧力で加圧成型して径15.0mm、厚み1.1mmの成型
体を得、この成型体を200〜300℃の温度で熱処理したる
ものである。
の黒鉛を10重量％、結着剤としてのフッ素樹脂粉末を５
重量％を加えて充分混合した後、この混合物を約２トン
／cm2の圧力で加圧成型して径15.0mm、厚み1.1mmの成型
体を得、この成型体を200〜300℃の温度で熱処理したる
ものである。
負極はリチウム板を約0.6mmの厚みに圧延し、このリチ
ウム圧延板を径15.0mmに打抜いたものである。
ウム圧延板を径15.0mmに打抜いたものである。
而して電解液はプロピレンカーボネートと1.2ジメトキ
シエタンとの混合溶媒に過塩素酸リチウムを1.0モル/l
溶解させ、さらに塩化アルミニウムを0.001モル/l添加
したものを用い、またセパレータはポリプロピレン不織
布を用いて直径20.0mm、厚み2.5mmの本発明電池(A1)を
作成した。
シエタンとの混合溶媒に過塩素酸リチウムを1.0モル/l
溶解させ、さらに塩化アルミニウムを0.001モル/l添加
したものを用い、またセパレータはポリプロピレン不織
布を用いて直径20.0mm、厚み2.5mmの本発明電池(A1)を
作成した。
実施例2. 実施例１における電解液において、添加剤としての塩化
アルミニウムに代えて塩化アルミニウムリチウムを0.01
モル/l添加することを除いて他は実施例１と同様の本発
明電池(A2)を作成した。第１図は本発明電池の縦断面図
を示し、（１）は酸化第二銅正極であって、正極集電体
（２）を介して正極缶（３）の内底面に圧接されてい
る。（４）はリチウム負極であって負極集電体（５）を
介して負極缶（６）の内底面に圧着されている。（７）
はセパレータ、（８）は絶縁パッキング、（９）は正極
内缶である。
アルミニウムに代えて塩化アルミニウムリチウムを0.01
モル/l添加することを除いて他は実施例１と同様の本発
明電池(A2)を作成した。第１図は本発明電池の縦断面図
を示し、（１）は酸化第二銅正極であって、正極集電体
（２）を介して正極缶（３）の内底面に圧接されてい
る。（４）はリチウム負極であって負極集電体（５）を
介して負極缶（６）の内底面に圧着されている。（７）
はセパレータ、（８）は絶縁パッキング、（９）は正極
内缶である。
比較例 電解液としてプロピレンカーボネートと1.2ジメトキシ
エタンとの混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル/l溶解
したのみで添加剤を加えないものを用い、他は実施例１
と同様の比較電池（Ｂ）を作成した。
エタンとの混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル/l溶解
したのみで添加剤を加えないものを用い、他は実施例１
と同様の比較電池（Ｂ）を作成した。
第２図はこれら電池を温度60℃、湿度90％の条件下で保
存した時の内部抵抗の経時変化を示す。
存した時の内部抵抗の経時変化を示す。
また、第３図はこれら電池を組立後、理論容量の５％を
前処理放電したのちの開回路電圧の経時変化を示す。
前処理放電したのちの開回路電圧の経時変化を示す。
更に、第４図及び第５図は塩化アルミニウム及び塩化ア
ルミニウムリチウムの添加量を夫々種々変化させ、温度
60℃、湿度90％の条件下で１ケ月保存した後の内部抵抗
を比較したものである。
ルミニウムリチウムの添加量を夫々種々変化させ、温度
60℃、湿度90％の条件下で１ケ月保存した後の内部抵抗
を比較したものである。
第２図より本発明電池(A1)(A2)は比較電池（Ｂ）に比し
て保存後の内部抵抗の上昇が抑制されているのがわか
る。この理由は本発明電池の場合、電解液に添加した塩
化アルミニウム或いは塩化アルミニウムリチウムのアル
ミニウムイオンがリチウム金属と置換しリチウム負極表
面にリチウム−アルミニウム被膜が形成されることにな
り、その結果、例えば保存時に外部から水分が侵入して
もリチウム−アルミニウム被膜によって水酸化リチウム
絶縁被膜の生成が抑制されるためであると考えられる。
て保存後の内部抵抗の上昇が抑制されているのがわか
る。この理由は本発明電池の場合、電解液に添加した塩
化アルミニウム或いは塩化アルミニウムリチウムのアル
ミニウムイオンがリチウム金属と置換しリチウム負極表
面にリチウム−アルミニウム被膜が形成されることにな
り、その結果、例えば保存時に外部から水分が侵入して
もリチウム−アルミニウム被膜によって水酸化リチウム
絶縁被膜の生成が抑制されるためであると考えられる。
また、第３図より保存後の開回路電圧の上昇が抑制され
ているのがわかる。この理由は塩化アルミニウム或いは
塩化アルミニウムリチウムのアルミニウムイオンが正極
中の不純物や活性な部分と反応することによるものと考
えられる。即ちリチウムは金属の中で最も卑な電位を有
するものであり、正極中の不純物や活性な部分と局部電
池を形成すると第３図の比較電池（Ｂ）のように高い開
回路電圧を示すが、本発明電池の場合、リチウムより優
先してアルミニウムが反応に関与するため開回路電圧の
上昇を抑制することができるのである。尚、比較電池
（Ｂ）の場合においてさえ、開回路電圧は約3.0V程度で
あるため、3.0V系の非水電解液電池においては特に支障
はないが、1.5V系電池においては極めて有害であるた
め、特に1.5V系電池において本発明は有益なるものであ
る。
ているのがわかる。この理由は塩化アルミニウム或いは
塩化アルミニウムリチウムのアルミニウムイオンが正極
中の不純物や活性な部分と反応することによるものと考
えられる。即ちリチウムは金属の中で最も卑な電位を有
するものであり、正極中の不純物や活性な部分と局部電
池を形成すると第３図の比較電池（Ｂ）のように高い開
回路電圧を示すが、本発明電池の場合、リチウムより優
先してアルミニウムが反応に関与するため開回路電圧の
上昇を抑制することができるのである。尚、比較電池
（Ｂ）の場合においてさえ、開回路電圧は約3.0V程度で
あるため、3.0V系の非水電解液電池においては特に支障
はないが、1.5V系電池においては極めて有害であるた
め、特に1.5V系電池において本発明は有益なるものであ
る。
更に、第４図より塩化アルミニウムの添加量を0.0001〜
0.001モル/lに、また第５図より塩化アルミニウムリチ
ウムの添加量を0.001〜0.1モル/lに、それぞれ規制する
ことにより保存後の内部抵抗の上昇の少ない非水電解液
電池が得られることが分かる。
0.001モル/lに、また第５図より塩化アルミニウムリチ
ウムの添加量を0.001〜0.1モル/lに、それぞれ規制する
ことにより保存後の内部抵抗の上昇の少ない非水電解液
電池が得られることが分かる。
（ト）発明の効果 上述した如く、金属リチウムからなる負極を備えた非水
電解液電池において、非水電解液に塩化アルミニウム或
いは塩化アルミニウムリチウムを所定量添加することに
より保存後の内部抵抗の上昇を抑制することができ保存
特性を改善しうるものであり、その工業的価値は極めて
大なるものである。
電解液電池において、非水電解液に塩化アルミニウム或
いは塩化アルミニウムリチウムを所定量添加することに
より保存後の内部抵抗の上昇を抑制することができ保存
特性を改善しうるものであり、その工業的価値は極めて
大なるものである。
また、特に本発明は正極活物質として酸化第二銅、二硫
化鉄、三酸化ビスマスなどのように負極のリチウムと組
合せて電池電圧が約1.5Vを示す金属化合物を用いた電池
に適用すれば、保存後の開回路電圧を因とする不都合を
抑制しうるという付加的な効果も奏するものである。
化鉄、三酸化ビスマスなどのように負極のリチウムと組
合せて電池電圧が約1.5Vを示す金属化合物を用いた電池
に適用すれば、保存後の開回路電圧を因とする不都合を
抑制しうるという付加的な効果も奏するものである。
第１図は本発明電池の縦断面図、第２図乃至第３図は本
発明電池と比較電池との電池特性比較図であって、第２
図は内部抵抗と保存期間との関係を示す図、第３図は開
回路電圧の経時変化を示す図、また第４図は塩化アルミ
ニウムの添加量と内部抵抗との関係を示す図、第５図は
塩化アルミニウムリチウムの添加量と内部抵抗との関係
を示す図である。 （１）……正極、（２）……正極集電体、（３）……正
極缶、（４）……リチウム負極、（５）……負極集電
体、（６）……負極缶、（７）……セパレータ、（８）
……絶縁パッキング、(A1)(A2)……本発明電池、（Ｂ）
……比較電池。
発明電池と比較電池との電池特性比較図であって、第２
図は内部抵抗と保存期間との関係を示す図、第３図は開
回路電圧の経時変化を示す図、また第４図は塩化アルミ
ニウムの添加量と内部抵抗との関係を示す図、第５図は
塩化アルミニウムリチウムの添加量と内部抵抗との関係
を示す図である。 （１）……正極、（２）……正極集電体、（３）……正
極缶、（４）……リチウム負極、（５）……負極集電
体、（６）……負極缶、（７）……セパレータ、（８）
……絶縁パッキング、(A1)(A2)……本発明電池、（Ｂ）
……比較電池。
Claims (4)
- 【請求項１】金属リチウムからなる負極と、溶媒及び溶
質からなる非水電解液と、正極とを備えるものであっ
て、前記非水電解液に塩化アルミニウムを0.0001〜0.00
1モル/l添加したことを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】前記正極の活物質が酸化第二銅、二硫化
鉄、三酸化ビスマスなどのように負極の金属リチウムと
組合せて電池電圧が約1.5Vを示す金属化合物よりなる特
許請求の範囲第項記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】金属リチウムからなる負極と、溶媒及び溶
質からなる非水電解液と、正極とを備えるものであっ
て、前記非水電解液に塩化アルミニウムリチウムを0.00
1〜0.1モル/l添加したことを特徴とする非水電解液電
池。 - 【請求項４】前記正極の活物質が酸化第二銅、二硫化
鉄、三酸化ビスマスなどのように負極の金属リチウムと
組合せて電池電圧が約1.5Vを示す金属化合物よりなる特
許請求の範囲第項記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60057101A JPH0673302B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60057101A JPH0673302B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61216247A JPS61216247A (ja) | 1986-09-25 |
| JPH0673302B2 true JPH0673302B2 (ja) | 1994-09-14 |
Family
ID=13046112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60057101A Expired - Lifetime JPH0673302B2 (ja) | 1985-03-20 | 1985-03-20 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0673302B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL63120A (en) * | 1981-06-18 | 1985-01-31 | Tadiran Israel Elect Ind Ltd | Safety device for electrochemical cells |
| JPS5987774A (ja) * | 1982-11-10 | 1984-05-21 | Hitachi Maxell Ltd | 非水電解液用溶質の製造法 |
| US4517736A (en) * | 1984-03-21 | 1985-05-21 | Gte Communications Products Corp. | Method of fabrication of an electrochemical cell |
-
1985
- 1985-03-20 JP JP60057101A patent/JPH0673302B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61216247A (ja) | 1986-09-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2680685B2 (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH02148665A (ja) | リチウム二次電池用電解液 | |
| JPS63257183A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0560233B2 (ja) | ||
| JPH0673302B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0574908B2 (ja) | ||
| JPH067491B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH067483B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0654667B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPS61218070A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPS61218069A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0353743B2 (ja) | ||
| JP2686072B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0770315B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPS6188466A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH0654665B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2708887B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0656764B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2714078B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0654663B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0586626B2 (ja) | ||
| JPH0584030B2 (ja) | ||
| JPH0584029B2 (ja) | ||
| JPH07105233B2 (ja) | 有機電解液電池 | |
| JPH0654666B2 (ja) | 非水電解液電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |