JPH0763014B2 - 非水溶媒電池 - Google Patents
非水溶媒電池Info
- Publication number
- JPH0763014B2 JPH0763014B2 JP60208805A JP20880585A JPH0763014B2 JP H0763014 B2 JPH0763014 B2 JP H0763014B2 JP 60208805 A JP60208805 A JP 60208805A JP 20880585 A JP20880585 A JP 20880585A JP H0763014 B2 JPH0763014 B2 JP H0763014B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- aqueous solvent
- battery
- discharge
- electrolytic solution
- 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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous 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
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- 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】 〔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，メモリのバツクア
ツ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。こうした電池は炭酸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，メモリのバツクア
ツ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。こうした電池は炭酸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
ロゲン化物と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、
放電時には抵抗成分として働き、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Li
Cl皮膜の成長が相当起つた後や、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つた。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、例えば特開昭56−7360号公報には電解液中に塩化ビ
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ーを溶解するこ
とが開示されている。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、我々は研究の結果、電圧
回復の程度は添加するビニルポリマーの重合度に大きく
依存することを見い出し、本発明を成すに至つた。
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
ロゲン化物と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、
放電時には抵抗成分として働き、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Li
Cl皮膜の成長が相当起つた後や、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つた。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、例えば特開昭56−7360号公報には電解液中に塩化ビ
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ーを溶解するこ
とが開示されている。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、我々は研究の結果、電圧
回復の程度は添加するビニルポリマーの重合度に大きく
依存することを見い出し、本発明を成すに至つた。
本発明は、大電流放電初期においておも電圧降下が小さ
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、ナトリウム、アルミニウムから選
ばれる少なくとも一種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、前記電解液中に平均重合度700
以上2000以下のビニルポリマーを添加したことを特徴と
する非水溶媒電池であるこのように平均重合度700以上2
000以下のビニルポリマーを添加した電解液を用いた電
池は、貯蔵後に大電流放電を行つ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。
ばれる少なくとも一種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、前記電解液中に平均重合度700
以上2000以下のビニルポリマーを添加したことを特徴と
する非水溶媒電池であるこのように平均重合度700以上2
000以下のビニルポリマーを添加した電解液を用いた電
池は、貯蔵後に大電流放電を行つ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、電圧回復時間短縮の程度は平均重合度が2000
をこえるビニルポリマーを電解液中に添加させた電池に
比べて格段にするれているが、平均重合度700〜1700の
範囲のビニルポリマーを用いた方がより好ましい。
をこえるビニルポリマーを電解液中に添加させた電池に
比べて格段にするれているが、平均重合度700〜1700の
範囲のビニルポリマーを用いた方がより好ましい。
上記電解液中へのビニルポリマーの添加量は0.2〜10g/
の範囲にすることが望ましい。この理由はビニルポリ
マーの含有量を0.2g/未満にすると電圧降下の抑制効
果を十分に発揮できず、かといつてその量が10gをこえ
ると、その効果が殆んど増大しないばかりか、かえつて
電池の放電容量を減少する恐れがあるからである。
の範囲にすることが望ましい。この理由はビニルポリ
マーの含有量を0.2g/未満にすると電圧降下の抑制効
果を十分に発揮できず、かといつてその量が10gをこえ
ると、その効果が殆んど増大しないばかりか、かえつて
電池の放電容量を減少する恐れがあるからである。
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。この缶体の１の内
面には金属リチウムかなる筒状の負荷２が圧着されてい
る。この負荷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の外側に筒状多孔炭素層４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
61,62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ブラツクトポリエトラフルオロ
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。この缶体の１の内
面には金属リチウムかなる筒状の負荷２が圧着されてい
る。この負荷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の外側に筒状多孔炭素層４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
61,62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ブラツクトポリエトラフルオロ
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ツプ８がレ
ーザ溶接等により封着されており、かつ該メタルトツプ
８の中心の穴９にはパイプ状正極端子10がガラス製のシ
ール材11を介してメタルトツプ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。
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ツプ８がレ
ーザ溶接等により封着されており、かつ該メタルトツプ
８の中心の穴９にはパイプ状正極端子10がガラス製のシ
ール材11を介してメタルトツプ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。
さらに、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。
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。
こうした構成からなる電池の電解液として、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）とを各々1.5モル／溶解させた電解液中
に、平均重合度の異なる市販のポリ塩化ビニル（平均重
合度700,1100,1400,1700）をそれぞれ添加した電解液を
用いた５種類の電池を作製した。
ル（SOCl2）中に塩化アルミニウム（AlCl3）と塩化リチ
ウム（LiCl）とを各々1.5モル／溶解させた電解液中
に、平均重合度の異なる市販のポリ塩化ビニル（平均重
合度700,1100,1400,1700）をそれぞれ添加した電解液を
用いた５種類の電池を作製した。
比較例１ SOCl2中にAlCl3とLiClとを各々1.5モル／溶解させた
電解液中に、平均重合度2500の市販のポリ塩化ビニルを
添加した電解液を用いた以外実施例１と同構造の電池を
組み立てた。
電解液中に、平均重合度2500の市販のポリ塩化ビニルを
添加した電解液を用いた以外実施例１と同構造の電池を
組み立てた。
比較例２ SOCl2中にAlCl3とLiClとを各々1.5モル／溶解させた
電解液中に、平均重合度3000の市販のポリ塩化ビニルを
添加した電解液を用いた以外実施例と同構造の電池を組
み立てた。
電解液中に、平均重合度3000の市販のポリ塩化ビニルを
添加した電解液を用いた以外実施例と同構造の電池を組
み立てた。
比較例３ SOCl2中にAlCl3とLiClとを各々1.5モル／溶解させた
電解液中に、平均重合度400の市販のポリ塩化ビニルを
添加した電解液を用いた以外実施例と同構造の電池を組
み立てた。
電解液中に、平均重合度400の市販のポリ塩化ビニルを
添加した電解液を用いた以外実施例と同構造の電池を組
み立てた。
こうして作成した本実施例及び比較例1,2,3の電池につ
いて、組立後60℃で20日間貯蔵を行つた後30Ωの定抵抗
放電を行い、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。その結果を第２図及
び下記表に示した。
いて、組立後60℃で20日間貯蔵を行つた後30Ωの定抵抗
放電を行い、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。その結果を第２図及
び下記表に示した。
第２図及び上表より明らかな如く、電解液中に平均重合
度700〜2000のビニルポリマーを添加した電池は、それ
以外のビニルポリマーを添加した電池に比べて放電開始
時の電圧回復時間が短く、かつ放電容量も向上すること
がわかる。
度700〜2000のビニルポリマーを添加した電池は、それ
以外のビニルポリマーを添加した電池に比べて放電開始
時の電圧回復時間が短く、かつ放電容量も向上すること
がわかる。
なお、実施例はビニルポリマーとしてポリ塩化ビニルを
用いた場合について示したが、ポリ塩化ビニリデンや詐
酸ビニル，ポリアクリロニトリル塩化ビニル，塩化ビニ
リデン共重合体，塩化ビニル・詐酸ビニル共重合体等ポ
リ塩化ビニル以外のビニルポリマーを用いた場合にも重
合度の違いに対して同様の傾向が得られた。
用いた場合について示したが、ポリ塩化ビニリデンや詐
酸ビニル，ポリアクリロニトリル塩化ビニル，塩化ビニ
リデン共重合体，塩化ビニル・詐酸ビニル共重合体等ポ
リ塩化ビニル以外のビニルポリマーを用いた場合にも重
合度の違いに対して同様の傾向が得られた。
以上詳述した如く、本発明によれば大電流放電初期の電
圧回復時間が短縮され、更に放電電圧，放電容も向上す
る等、放電特性にすぐれた非水溶媒電池を提供できる。
圧回復時間が短縮され、更に放電電圧，放電容も向上す
る等、放電特性にすぐれた非水溶媒電池を提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す非水溶媒電池の断面
図、第２図は本発明の非水溶媒電池の放電特性図であ
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…
…メタルトツプ、10……パイプ状正極端子、13……電解
液。
図、第２図は本発明の非水溶媒電池の放電特性図であ
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…
…メタルトツプ、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、アルミニウムから
選ばれる少なくとも一種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、前記電解液中に平均重合度70
0以上2000以下のビニルポリマー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 |
|---|---|---|---|
| JP60208805A JPH0763014B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 非水溶媒電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60208805A JPH0763014B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 非水溶媒電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6269466A JPS6269466A (ja) | 1987-03-30 |
| JPH0763014B2 true JPH0763014B2 (ja) | 1995-07-05 |
Family
ID=16562412
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60208805A Expired - Lifetime JPH0763014B2 (ja) | 1985-09-24 | 1985-09-24 | 非水溶媒電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763014B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989608A (en) * | 1998-07-15 | 1999-11-23 | Mizuno; Maki | Food container for cooking with microwave oven |
| JP3602043B2 (ja) | 2000-09-19 | 2004-12-15 | 株式会社ザック | 包装容器、包装食品、および包装飼料 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BR8001513A (pt) * | 1979-06-27 | 1980-12-30 | Union Carbide Corp | Pilha nao aquosa |
-
1985
- 1985-09-24 JP JP60208805A patent/JPH0763014B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6269466A (ja) | 1987-03-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |