JPH0831318B2 - 有機電解質電池 - Google Patents
有機電解質電池Info
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- JPH0831318B2 JPH0831318B2 JP61010904A JP1090486A JPH0831318B2 JP H0831318 B2 JPH0831318 B2 JP H0831318B2 JP 61010904 A JP61010904 A JP 61010904A JP 1090486 A JP1090486 A JP 1090486A JP H0831318 B2 JPH0831318 B2 JP H0831318B2
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- Japan
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- lithium
- battery
- internal resistance
- cathode
- anode
- Prior art date
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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
- 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
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、陰極にLiを用い、陽極に二酸化マンガンを
用いるとともに、電解液に有機溶媒を用いた有機電解質
電池に関するものであり、さらに詳細には、この種の電
池の内部抵抗の改善に関するものである。
用いるとともに、電解液に有機溶媒を用いた有機電解質
電池に関するものであり、さらに詳細には、この種の電
池の内部抵抗の改善に関するものである。
本発明は、Liを主体としAlを含む陰極と二酸化マンガ
ンを主体とする陽極と有機電解液よりなり、陽極支配と
された有機電解質電池において、 上記陰極を構成するLiとAlの量の比をLiの厚さt1およ
びAlの厚さt2の比t2/t1で表しこのt2/t1をｘとし、Liに
対する二酸化マンガンの重量比（Li/MnO2）をｙとした
ときに、 ｙ＝0.2x＋0.067 ｙ＝0.2x＋0.080 ｘ≧0.03 で囲まれる領域に含まれるようにLi,Alおよび二酸化マ
ンガンの量を選定することにより、 放電末期における内部抵抗の上昇を抑え、電池の持つ
容量を最後まで有効に利用しようとするものである。
ンを主体とする陽極と有機電解液よりなり、陽極支配と
された有機電解質電池において、 上記陰極を構成するLiとAlの量の比をLiの厚さt1およ
びAlの厚さt2の比t2/t1で表しこのt2/t1をｘとし、Liに
対する二酸化マンガンの重量比（Li/MnO2）をｙとした
ときに、 ｙ＝0.2x＋0.067 ｙ＝0.2x＋0.080 ｘ≧0.03 で囲まれる領域に含まれるようにLi,Alおよび二酸化マ
ンガンの量を選定することにより、 放電末期における内部抵抗の上昇を抑え、電池の持つ
容量を最後まで有効に利用しようとするものである。
電気陰性度の大きい金属リチウムを負極活性物質とし
て使用し、陽極に二酸化マンガンを活物質とした有機電
解質電池は、上記金属リチウムの電極電位が極めて低い
ので約3Vと高い電池電圧を示すとともに、上記金属リチ
ウムの単位重量当たりの電気容量が大きいことに起因し
て高いエネルギー密度を有する電池の一つとして知られ
ている。そして、この種の電池では、電解液に有機溶
媒、例えばプロピレンカーボネートに過塩素酸リチウム
等の電解質を溶かしたものが使われ、この電解液中では
金属リチウムにも二酸化マンガンも極めて安定なため、
長期保存においても電池容量の低下がなく、保存性の点
でも非常に良好なものとなっている。
て使用し、陽極に二酸化マンガンを活物質とした有機電
解質電池は、上記金属リチウムの電極電位が極めて低い
ので約3Vと高い電池電圧を示すとともに、上記金属リチ
ウムの単位重量当たりの電気容量が大きいことに起因し
て高いエネルギー密度を有する電池の一つとして知られ
ている。そして、この種の電池では、電解液に有機溶
媒、例えばプロピレンカーボネートに過塩素酸リチウム
等の電解質を溶かしたものが使われ、この電解液中では
金属リチウムにも二酸化マンガンも極めて安定なため、
長期保存においても電池容量の低下がなく、保存性の点
でも非常に良好なものとなっている。
したがって、近年、この有機電解質電池は、長期信頼
性を必要とする電子ウォッチやICメモリーのバックアッ
プ電源として用途が広がりつつある。
性を必要とする電子ウォッチやICメモリーのバックアッ
プ電源として用途が広がりつつある。
ところで、上述の電池においては、従来、放電ととも
に電池の内部抵抗が増加し、さらに、高温での保存によ
っても同様に電池の内部抵抗が大きくなるという欠点が
あり、その改善が大きな課題となっている。上記電池の
内部抵抗の増加は、電池の有効利用の妨げとなり、例え
ば放電末期に大きいパルス電流をとると、高内部抵抗の
ために大きく電池電圧が下がり、大電流をパルスでとる
ような使用には、電池の持つ容量が最後まで有効に利用
できない。
に電池の内部抵抗が増加し、さらに、高温での保存によ
っても同様に電池の内部抵抗が大きくなるという欠点が
あり、その改善が大きな課題となっている。上記電池の
内部抵抗の増加は、電池の有効利用の妨げとなり、例え
ば放電末期に大きいパルス電流をとると、高内部抵抗の
ために大きく電池電圧が下がり、大電流をパルスでとる
ような使用には、電池の持つ容量が最後まで有効に利用
できない。
このような内部抵抗の増加の原因としては、先ず第一
に、一般に有機電解液中で金属リチウムは安定である
が、非常に活性であるので、放電進行とともに、あるい
は高温下での保存中に、徐々にこの金属リチウム表面が
有機電解液と反応し、その表面に不活性な化合物被膜が
生成することが考えられる。
に、一般に有機電解液中で金属リチウムは安定である
が、非常に活性であるので、放電進行とともに、あるい
は高温下での保存中に、徐々にこの金属リチウム表面が
有機電解液と反応し、その表面に不活性な化合物被膜が
生成することが考えられる。
この場合、反応量は電池の容量の点ではほとんど影響
ない程度のものであるが、生成したリチウム表面の被膜
はリチウムのアノード反応を大きく妨げる。このため、
電池の内部抵抗の増加をもたらす。
ない程度のものであるが、生成したリチウム表面の被膜
はリチウムのアノード反応を大きく妨げる。このため、
電池の内部抵抗の増加をもたらす。
そこで、このような欠点を解消するために、例えば米
国特許第4002492号公報や米国特許第4056885号公報には
リチウム・アルミニウム合金を使用することが提案され
ているが、これだけでは満足できる特性のものは得られ
ていない。
国特許第4002492号公報や米国特許第4056885号公報には
リチウム・アルミニウム合金を使用することが提案され
ているが、これだけでは満足できる特性のものは得られ
ていない。
一般に、二酸化マンガンを陽極活性物質とするリチウ
ム電池の放電反応は、 MnIVO2＋Li→Li+MnIIIO2 であると提唱されている。
ム電池の放電反応は、 MnIVO2＋Li→Li+MnIIIO2 であると提唱されている。
このようなリチウム電池においては、放電時、負極の
リチウムが陽極に移行する形態をとり、放電に伴い上記
陽極には放電生成物が増加して内部抵抗が増大する。ま
た、陰極リチウムの移行により、放電末期にはリチウム
極の対向面積の減少が起こり、内部抵抗の急激な上昇を
引き起こす。
リチウムが陽極に移行する形態をとり、放電に伴い上記
陽極には放電生成物が増加して内部抵抗が増大する。ま
た、陰極リチウムの移行により、放電末期にはリチウム
極の対向面積の減少が起こり、内部抵抗の急激な上昇を
引き起こす。
このように、従来の有機電解質電池では、放電末期の
内部抵抗の増加は避けられず、電池の有効利用上大きな
妨げとなっている。
内部抵抗の増加は避けられず、電池の有効利用上大きな
妨げとなっている。
そこで本発明は、上述の従来の有機電解質電池の有す
る欠点を解決するために提案されたものであって、放電
末期における内部抵抗の上昇を抑え、内部抵抗の抑制さ
れた領域を拡げ、電池の持つ容量を最後まで有効に利用
できる有機電解質電池を提供することを目的とする。
る欠点を解決するために提案されたものであって、放電
末期における内部抵抗の上昇を抑え、内部抵抗の抑制さ
れた領域を拡げ、電池の持つ容量を最後まで有効に利用
できる有機電解質電池を提供することを目的とする。
本発明者は、有機電解質電池の抵抗特性を改善せんも
のと長期に亘り鋭意研究の結果、陰極にアルミニウムを
含むリチウムを用いることによって、表面の不活性化が
抑制され内部抵抗の増加が抑止され、さらに、これらリ
チウム及びアルミニウムや陽極に使用する二酸化マンガ
ンの量を所定の範囲に設定することにより、内部抵抗が
抑制される領域を広いものとすることができることを見
出すに至った。
のと長期に亘り鋭意研究の結果、陰極にアルミニウムを
含むリチウムを用いることによって、表面の不活性化が
抑制され内部抵抗の増加が抑止され、さらに、これらリ
チウム及びアルミニウムや陽極に使用する二酸化マンガ
ンの量を所定の範囲に設定することにより、内部抵抗が
抑制される領域を広いものとすることができることを見
出すに至った。
Liを主体としAlを含む陰極と二酸化マンガンを主体と
する陽極と有機電解液よりなり、陰極Liの容量が陽極の
容量よりも大とされるとともに、上記陰極を構成するLi
とAlの量の比をLiの厚さt1およびAlの厚さt2の比t2/t1
で表しこのt2/t1をｘとし、Liに対する二酸化マンガン
の重量比（Li/MnO3）をｙとしたときに、 ｙ＝0.2x＋0.067 ｙ＝0.2x＋0.080 ｘ≧0.03 で囲まれる領域に含まるようにLi,Alおよび二酸化マン
ガンの量を選定したことを特徴とするものである。
する陽極と有機電解液よりなり、陰極Liの容量が陽極の
容量よりも大とされるとともに、上記陰極を構成するLi
とAlの量の比をLiの厚さt1およびAlの厚さt2の比t2/t1
で表しこのt2/t1をｘとし、Liに対する二酸化マンガン
の重量比（Li/MnO3）をｙとしたときに、 ｙ＝0.2x＋0.067 ｙ＝0.2x＋0.080 ｘ≧0.03 で囲まれる領域に含まるようにLi,Alおよび二酸化マン
ガンの量を選定したことを特徴とするものである。
本発明の有機電解質電池は、例えば第１図に示すよう
に、表面にアルミニウム箔（１）を貼り付けた金属リチ
ウム（２）を陰極活性物質とし、電解二酸化マンガン等
の二酸化マンガンペレット（３）を陽極活性物質とする
とともに、これらを有機電解液を含有するセパレータ
（４）を介して陰極罐（５）及び陽極罐（６）内に充填
して構成されるものである。有機電解液としては、一般
に、炭酸プロピレン，ブチロラクトン，テトラヒドロフ
ラン,1,2−ジメトキシエタン,1,3−ジオキソラン等の単
独もしくは２種以上の混合溶媒に、過塩素酸リチウムま
たはホウフッ化リチウム等の電解質を溶解させたもの等
が使用される。
に、表面にアルミニウム箔（１）を貼り付けた金属リチ
ウム（２）を陰極活性物質とし、電解二酸化マンガン等
の二酸化マンガンペレット（３）を陽極活性物質とする
とともに、これらを有機電解液を含有するセパレータ
（４）を介して陰極罐（５）及び陽極罐（６）内に充填
して構成されるものである。有機電解液としては、一般
に、炭酸プロピレン，ブチロラクトン，テトラヒドロフ
ラン,1,2−ジメトキシエタン,1,3−ジオキソラン等の単
独もしくは２種以上の混合溶媒に、過塩素酸リチウムま
たはホウフッ化リチウム等の電解質を溶解させたもの等
が使用される。
ここで、先ず、上記陰極活性物質においては、金属リ
チウム（２）の量とアルミニウム箔（１）の量の比が重
要であって、金属リチウム（２）の厚さをt1,アルミニ
ウム箔（１）の厚さをt2としたときに、これらの比t2/t
1（以下、ｘとする。）が0.03以上であることが好まし
い。この値が0.03未満であると、すなわちリチウムの量
が多すぎると、内部抵抗の増加を充分に抑制することが
できない。また、上記ｘの値が0.03以上であれば、放電
末期における内部抵抗が抑えられるが、あまり大きすぎ
ると、すなわちアルミニウムの量が多すぎると、電気容
量が減少する虞れがある。この原因については、その詳
細は不明であるが、金属リチウムが、このリチウムに貼
り付けたアルミニウム箔中に拡散し、アルミニウム箔が
Li−Al合金となり、電池反応に直接寄与できないLiが生
じるためと考えられる。したがって、実用的な範囲とし
ては、0.03≦ｘ≦0.10である。
チウム（２）の量とアルミニウム箔（１）の量の比が重
要であって、金属リチウム（２）の厚さをt1,アルミニ
ウム箔（１）の厚さをt2としたときに、これらの比t2/t
1（以下、ｘとする。）が0.03以上であることが好まし
い。この値が0.03未満であると、すなわちリチウムの量
が多すぎると、内部抵抗の増加を充分に抑制することが
できない。また、上記ｘの値が0.03以上であれば、放電
末期における内部抵抗が抑えられるが、あまり大きすぎ
ると、すなわちアルミニウムの量が多すぎると、電気容
量が減少する虞れがある。この原因については、その詳
細は不明であるが、金属リチウムが、このリチウムに貼
り付けたアルミニウム箔中に拡散し、アルミニウム箔が
Li−Al合金となり、電池反応に直接寄与できないLiが生
じるためと考えられる。したがって、実用的な範囲とし
ては、0.03≦ｘ≦0.10である。
なお、この例では金属リチウムの表面にアルミニウム
箔を貼り付けているが、アルミニウムはリチウム表面に
合金の状態で含まれていてもよい。この場合にも、アル
ミニウムの量は、前述のような厚さの比に対応するよう
な組成となっていればよい。
箔を貼り付けているが、アルミニウムはリチウム表面に
合金の状態で含まれていてもよい。この場合にも、アル
ミニウムの量は、前述のような厚さの比に対応するよう
な組成となっていればよい。
一方、上述のように陰極活性物質である金属リチウム
の表面にアルミニウムを含有させると、電池反応に関与
する実質的なリチウムの量が減少する。従って、内部抵
抗の抑制された領域を広げるためには、陰極リチウムの
容量を陰極の容量より大きく、すなわち陽極支配とし、
さらにアルミニウムの含有量も考慮してリチウムと二酸
化マンガンの重量比を適正なものとする必要がある。
の表面にアルミニウムを含有させると、電池反応に関与
する実質的なリチウムの量が減少する。従って、内部抵
抗の抑制された領域を広げるためには、陰極リチウムの
容量を陰極の容量より大きく、すなわち陽極支配とし、
さらにアルミニウムの含有量も考慮してリチウムと二酸
化マンガンの重量比を適正なものとする必要がある。
本発明者の実験によれば、上記リチウムとアルミニウ
ムの比ｘと、リチウムと二酸化マンガンの重量比ｙとは
相関関係にあり、これらが ｙ＝0.2x＋0.064〜ｙ＝0.2x＋0.067 なる関係にある領域で、陰極と陽極との容量が同等とな
り、電池容量は最大値を示すことがわかった。本発明で
は、陽極支配という観点から、 ｙ≧0.2x＋0.067 とする。すなわち、リチウムと二酸化マンガンの重量比
ｙが大きくなるに従い、陰極容量の方が増し、内部抵抗
の抑制された領域が広がってくる。ただし、上記重量比
ｙが大きくなると、電池容量は減少の方向にあり、実用
的には、放電容量の点から、 ｙ≦0.2x＋0.080 とするのが好ましい。
ムの比ｘと、リチウムと二酸化マンガンの重量比ｙとは
相関関係にあり、これらが ｙ＝0.2x＋0.064〜ｙ＝0.2x＋0.067 なる関係にある領域で、陰極と陽極との容量が同等とな
り、電池容量は最大値を示すことがわかった。本発明で
は、陽極支配という観点から、 ｙ≧0.2x＋0.067 とする。すなわち、リチウムと二酸化マンガンの重量比
ｙが大きくなるに従い、陰極容量の方が増し、内部抵抗
の抑制された領域が広がってくる。ただし、上記重量比
ｙが大きくなると、電池容量は減少の方向にあり、実用
的には、放電容量の点から、 ｙ≦0.2x＋0.080 とするのが好ましい。
なお、ここで、上記二酸化マンガンの量は、市販の電
解二酸化マンガンを200〜600℃で熱処理して得たものの
重量とする。
解二酸化マンガンを200〜600℃で熱処理して得たものの
重量とする。
このように、有機電解質電池の陰極活性物質にアルミ
ニウムを含む金属リチウムを用いるとともに、これらア
ルミニウム量とリチウム量の比を所定の範囲に設定し、
リチウム量と陽極の二酸化マンガン量の比ｙを上記アル
ミニウム量とリチウム量の比ｘに対応して所定の範囲に
設定することにより、陰極表面の不活性化が防止され内
部抵抗の増加が抑制されるとともに、この内部抵抗の抑
制された領域の拡大が図られる。
ニウムを含む金属リチウムを用いるとともに、これらア
ルミニウム量とリチウム量の比を所定の範囲に設定し、
リチウム量と陽極の二酸化マンガン量の比ｙを上記アル
ミニウム量とリチウム量の比ｘに対応して所定の範囲に
設定することにより、陰極表面の不活性化が防止され内
部抵抗の増加が抑制されるとともに、この内部抵抗の抑
制された領域の拡大が図られる。
実験例１ 市販の電解二酸化マンガンを300℃で約５時間熱処理
したもの88.9重量部に、9.3重量部のグラファイトを加
え、さらに1.8重量部のポリテトラフルオルエチレン
（商品名テフロン）をバインダとして加えて陽極ミック
スとし、これを直径15.5mm、重量0.655gに成形して、陽
極ペレットを作製した。
したもの88.9重量部に、9.3重量部のグラファイトを加
え、さらに1.8重量部のポリテトラフルオルエチレン
（商品名テフロン）をバインダとして加えて陽極ミック
スとし、これを直径15.5mm、重量0.655gに成形して、陽
極ペレットを作製した。
次に、厚さ0.40mmのリチウム箔を直径15.5mmに打ち抜
き、アノードカップに貼り付け、さらにこのリチウム箔
上に、厚さ0.007mmから0.06mmの厚さのアルミニウム箔
を同じ直径に打ち抜いて押しつけ、貼り合わせてリチウ
ム陰極を形成した。
き、アノードカップに貼り付け、さらにこのリチウム箔
上に、厚さ0.007mmから0.06mmの厚さのアルミニウム箔
を同じ直径に打ち抜いて押しつけ、貼り合わせてリチウ
ム陰極を形成した。
さらに、このリチウム陰極上にセパレータを置き、プ
ラスチックのガスケットをはめこみ、電解液として1Mol
/のLiClO4を溶解したプロピレンカーボネートを注入
し、先の陽極ペレットを入れてカソードカンをかぶせ、
シールして第１図に示すような有機電解質電池を組み立
てた。
ラスチックのガスケットをはめこみ、電解液として1Mol
/のLiClO4を溶解したプロピレンカーボネートを注入
し、先の陽極ペレットを入れてカソードカンをかぶせ、
シールして第１図に示すような有機電解質電池を組み立
てた。
ここで、Al/Liの厚さの比が0.00175のものを試料1,0.
037のものを試料2,0.074のものを試料3,0.112のものを
試料4,0.150のものを試料５とした。
037のものを試料2,0.074のものを試料3,0.112のものを
試料4,0.150のものを試料５とした。
また、アルミニウム箔を貼り合わせないで上記各試料
と同様の方法で有機電解質電池を組み立て、これを比較
例とした。
と同様の方法で有機電解質電池を組み立て、これを比較
例とした。
上述の各試料及び比較例について、その内部抵抗の変
化を調べた。結果を第２図に示す。
化を調べた。結果を第２図に示す。
この第２図により、アルミニウム箔を貼り付けたリチ
ウム陰極の電池は、比較例に比べて非常に内部抵抗が低
く、放電中や保存中に内部抵抗の変化が少ない電池であ
ることがわかった。
ウム陰極の電池は、比較例に比べて非常に内部抵抗が低
く、放電中や保存中に内部抵抗の変化が少ない電池であ
ることがわかった。
この傾向をより明確なものとするために、Al/Liの厚
さの比と、80％放電後の電池の内部抵抗の関係を調べ
た。結果を第４図に示す。この第４図より、Alの含有量
を増やすのに伴って、内部抵抗が急激に減少することが
わかる。
さの比と、80％放電後の電池の内部抵抗の関係を調べ
た。結果を第４図に示す。この第４図より、Alの含有量
を増やすのに伴って、内部抵抗が急激に減少することが
わかる。
しかしながら、これだけでは次のような不具合も発見
された。すなわち、リチウムにアルミニウム箔を貼り付
けた電池においては、Al/Liの厚さの比が増大するにつ
れ第２図に示すように内部抵抗の低い、かつ放電中の抵
抗変化の少ないものとなるが、第３図に示すように電気
容量は逆に減り、その減少する量はAl/Liの厚さの比が
大きくなるほど大きい。
された。すなわち、リチウムにアルミニウム箔を貼り付
けた電池においては、Al/Liの厚さの比が増大するにつ
れ第２図に示すように内部抵抗の低い、かつ放電中の抵
抗変化の少ないものとなるが、第３図に示すように電気
容量は逆に減り、その減少する量はAl/Liの厚さの比が
大きくなるほど大きい。
したがって、アルミニウム箔を貼り付けたリチウムを
陰極とした有機電解質電池では、Li/MnO2の重量比をAl
の含有量を考慮して求める必要がある。
陰極とした有機電解質電池では、Li/MnO2の重量比をAl
の含有量を考慮して求める必要がある。
そこで、本発明者は、アルミニウム箔を貼り付けたリ
チウムを陰極とした有機電解質電池のLi/MnO2の適正な
重量比を次のような実験によりもとめた。
チウムを陰極とした有機電解質電池のLi/MnO2の適正な
重量比を次のような実験によりもとめた。
実験例２ 実験例１により、80％の放電時まで好ましい内部抵抗
値（15Ω以下）を示すのは、Al/Liの厚さの比が0.03以
上であることがわかった。
値（15Ω以下）を示すのは、Al/Liの厚さの比が0.03以
上であることがわかった。
そこで、アノードアップのリチウム箔に種々の厚さの
アルミニウム箔を貼り付け、Al/Liの厚さの比が0.03か
ら0.10となるものを用意した。
アルミニウム箔を貼り付け、Al/Liの厚さの比が0.03か
ら0.10となるものを用意した。
さらに、陽極ペレットとして、種々の重量のMnO2（30
0℃,4時間熱処理）を含むもの用意して、先の実験例１
と同様に第１図に示すような構成の有機電解質電池を組
み立てた。ただし、電池の外径は20mm,高さが2.45mmと
なるように設定した。
0℃,4時間熱処理）を含むもの用意して、先の実験例１
と同様に第１図に示すような構成の有機電解質電池を組
み立てた。ただし、電池の外径は20mm,高さが2.45mmと
なるように設定した。
得られた各電池はAl/Liの厚さの比が0.03から0.10
で、かつLi/MnO2重量比が0.60から0.90のものであっ
た。
で、かつLi/MnO2重量比が0.60から0.90のものであっ
た。
これら各電池を3KΩの定抵抗で放電させ、その容量を
測定した。結果を次表に示す。
測定した。結果を次表に示す。
この表中、カッコで示した数字は、陽極の容量が陰極
リチウムの容量より大きい，すなわち陰極支配の電池で
ある場合を示し、この場合には内部抵抗の抑制された領
域が狭いものとなる。
リチウムの容量より大きい，すなわち陰極支配の電池で
ある場合を示し、この場合には内部抵抗の抑制された領
域が狭いものとなる。
本発明者は、上記表中の各サンプルのうちAl/Liの厚
さの比ｘが0.05で、かつLi/MnO2重量比ｙが0.065のもの
を試料6,yが0.07のものを試料7,yが0.076のものを試料
8,yが0.082のものを試料９として、それぞれ内部抵抗の
変化の様子と放電特性を調べた。内部抵抗の変化の様子
を第５図に、放電特性を第６図にそれぞれ示す。なお、
試料６は、陰極支配の電池である。
さの比ｘが0.05で、かつLi/MnO2重量比ｙが0.065のもの
を試料6,yが0.07のものを試料7,yが0.076のものを試料
8,yが0.082のものを試料９として、それぞれ内部抵抗の
変化の様子と放電特性を調べた。内部抵抗の変化の様子
を第５図に、放電特性を第６図にそれぞれ示す。なお、
試料６は、陰極支配の電池である。
これら第５図及び第６図より、陰極支配の電池である
試料６においては、内部抵抗の抑制される領域が狭く、
電池容量の有効利用の観点からは本発明各試料（試料７
及び試料８）に比べて不利であることがわかった。
試料６においては、内部抵抗の抑制される領域が狭く、
電池容量の有効利用の観点からは本発明各試料（試料７
及び試料８）に比べて不利であることがわかった。
以上の実験結果より、本発明者は次のような結論を得
るに至った。すなわち、上記表より、Al/Liの厚さの比
ｘとLi/MnO2重量比ｙがｙ＝0.2x＋0.064〜ｙ＝0.2x＋0.
067なる関係にあるときに電池容量が最大となる。した
がって、少なくともｙ≧0.2x＋0.067であれば、陽極支
配の電池となり、内部抵抗の抑制された領域が広いもの
となるものと考えられる。これは、第５図及び第６図か
らも裏付けられた。一方、上記表より、ｙ≧0.2x＋0.06
7の領域では、Li/MnO2重量比ｙが大きくなるにつれ、電
池容量が減少してくる。そこで、実用的な範囲を考える
と、ｙ≦0.2x＋0.080とするのが良い。
るに至った。すなわち、上記表より、Al/Liの厚さの比
ｘとLi/MnO2重量比ｙがｙ＝0.2x＋0.064〜ｙ＝0.2x＋0.
067なる関係にあるときに電池容量が最大となる。した
がって、少なくともｙ≧0.2x＋0.067であれば、陽極支
配の電池となり、内部抵抗の抑制された領域が広いもの
となるものと考えられる。これは、第５図及び第６図か
らも裏付けられた。一方、上記表より、ｙ≧0.2x＋0.06
7の領域では、Li/MnO2重量比ｙが大きくなるにつれ、電
池容量が減少してくる。そこで、実用的な範囲を考える
と、ｙ≦0.2x＋0.080とするのが良い。
これらの実験結果より、本発明の範囲は、 ｙ＝0.2x＋0.067 ｙ＝0.2x＋0.080 で囲まれた領域とする。これを図示すれば、第７図に斜
線で示す領域となる。
線で示す領域となる。
以上の説明からも明らかなように、本発明の有機電解
質電池においては、陰極にアルミニウムを含む金属リチ
ウムを用いるとともに、このリチウム量と陽極の二酸化
マンガン量を上記アルミニウムの含有量を考慮して設定
しているので、内部抵抗が非常に小さくなっている。
質電池においては、陰極にアルミニウムを含む金属リチ
ウムを用いるとともに、このリチウム量と陽極の二酸化
マンガン量を上記アルミニウムの含有量を考慮して設定
しているので、内部抵抗が非常に小さくなっている。
また、本発明の有機電解質電池は、内部抵抗の抑制さ
れた領域が広く、電池の持つ容量を最後まで有効に利用
できるものとなる。
れた領域が広く、電池の持つ容量を最後まで有効に利用
できるものとなる。
第１図は本発明に係る有機電解質電池の断面図である。 第２図はAl/Liの厚さの比の変化に伴う内部抵抗変化を
示す特性図、第３図はAl/Liの厚さの比の変化に伴う放
電電圧カーブの変化を示す特性図である。 第４図はAl/Liの厚さの比と80％放電時の内部抵抗値の
関係を示す特性図である。 第５図はAl/Liの厚さの比を一定としたときのLi/MnO2重
量比の変化に伴う内部抵抗の変化を示す特性図であり、
第６図はLi/MnO2重量比の変化に伴う放電電圧カーブの
変化を示す特性図である。 第７図は内部抵抗および電池容量の点で好ましい範囲を
Al/Liの厚さの比（ｘ）とLi/MnO2重量比（ｙ）の関係と
して示す特性図である。 １……アルミニウム箔 ２……金属リチウム ３……二酸化マンガンペレット ４……セパレータ
示す特性図、第３図はAl/Liの厚さの比の変化に伴う放
電電圧カーブの変化を示す特性図である。 第４図はAl/Liの厚さの比と80％放電時の内部抵抗値の
関係を示す特性図である。 第５図はAl/Liの厚さの比を一定としたときのLi/MnO2重
量比の変化に伴う内部抵抗の変化を示す特性図であり、
第６図はLi/MnO2重量比の変化に伴う放電電圧カーブの
変化を示す特性図である。 第７図は内部抵抗および電池容量の点で好ましい範囲を
Al/Liの厚さの比（ｘ）とLi/MnO2重量比（ｙ）の関係と
して示す特性図である。 １……アルミニウム箔 ２……金属リチウム ３……二酸化マンガンペレット ４……セパレータ
Claims (1)
- 【請求項１】Liを主体としAlを含む陰極と二酸化マンガ
ンを主体とする陽極と有機電解液よりなり、 陰極Liの容量が陽極の容量よりも大とされるとともに、 上記陰極を構成するLiとAlの量の比をLiの厚さt1および
Alの厚さt2の比t2/t1で表しこのt2/t1をｘとし、Liに対
する二酸化マンガンの重量比（Li/MnO3）をｙとしたと
きに、 ｙ＝0.2x＋0.067 ｙ＝0.2x＋0.080 ｘ≧0.03 で囲まれる領域に含まれるようにLi,Alおよび二酸化マ
ンガンの量を選定したことを特徴とする有機電解質電
池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010904A JPH0831318B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 有機電解質電池 |
| EP86103796A EP0196017B1 (en) | 1985-03-22 | 1986-03-20 | Organic electrolyte cell |
| DE86103796T DE3688533T2 (de) | 1985-03-22 | 1986-03-20 | Zelle mit organischem Elektrolyten. |
| US07/138,347 US4891282A (en) | 1985-03-22 | 1987-12-28 | Organic electrolyte cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010904A JPH0831318B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 有機電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62170163A JPS62170163A (ja) | 1987-07-27 |
| JPH0831318B2 true JPH0831318B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=11763274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61010904A Expired - Lifetime JPH0831318B2 (ja) | 1985-03-22 | 1986-01-21 | 有機電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831318B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4508756B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2010-07-21 | 三洋電機株式会社 | リチウム一次電池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0763016B2 (ja) * | 1985-03-22 | 1995-07-05 | ソニー株式会社 | 有機電解質電池 |
-
1986
- 1986-01-21 JP JP61010904A patent/JPH0831318B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62170163A (ja) | 1987-07-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |