JPH10241745A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH10241745A JPH10241745A JP9058308A JP5830897A JPH10241745A JP H10241745 A JPH10241745 A JP H10241745A JP 9058308 A JP9058308 A JP 9058308A JP 5830897 A JP5830897 A JP 5830897A JP H10241745 A JPH10241745 A JP H10241745A
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- aqueous electrolyte
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- organosilazane
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- 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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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非水電解液二次電池では、電極にある程度の
圧力をかけて反応を安定させる必要から、外装缶の材料
には主に鉄が使用されてきた。重量当たりのエネルギー
密度を高めるには、できるだけ密度の小さい材料、例え
ば高分子化合物を使用する。しかし、高分子材料は水を
良く通すという性質があり、電池を長期間貯蔵中に外装
缶を通して電池の内部に水が入り、電池が劣化してしま
うという問題があつた。 【解決手段】 電池の外装缶にオルガノシラザン層を備
える。また、オルガノシラザンとしては、一般式Ｒn Ｓ
ｉ（ＮＨ2 ）4-n 、（Ｒ3 Ｓｉ）2 ＮＨ、（Ｒ2 ＳｉＮ
Ｈ）n またはＲ3 ＳｉＮＨ（Ｒ2 ＳｉＮＨ）n ＳｉＲ3
で表される化合物を用いる。
圧力をかけて反応を安定させる必要から、外装缶の材料
には主に鉄が使用されてきた。重量当たりのエネルギー
密度を高めるには、できるだけ密度の小さい材料、例え
ば高分子化合物を使用する。しかし、高分子材料は水を
良く通すという性質があり、電池を長期間貯蔵中に外装
缶を通して電池の内部に水が入り、電池が劣化してしま
うという問題があつた。 【解決手段】 電池の外装缶にオルガノシラザン層を備
える。また、オルガノシラザンとしては、一般式Ｒn Ｓ
ｉ（ＮＨ2 ）4-n 、（Ｒ3 Ｓｉ）2 ＮＨ、（Ｒ2 ＳｉＮ
Ｈ）n またはＲ3 ＳｉＮＨ（Ｒ2 ＳｉＮＨ）n ＳｉＲ3
で表される化合物を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウム二次電池
等の非水電解液電池に関するものである。
等の非水電解液電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】非水電解液電池は、初期には腕時計用や
カメラ用の一次電池として商品化された。その後、コバ
ルト酸リチウムをはじめとする金属酸化物や金属複合酸
化物などの正極や、リチウムイオンを保持させたカーボ
ンやグラファイトなど負極の研究が進み、それらを用い
た高エネルギー密度非水電解液二次電池が開発され、最
近では、携帯用ビデオカメラ、携帯用パソコン、携帯用
無線電話などのポータブル電子機器用に広く利用されて
いる。
カメラ用の一次電池として商品化された。その後、コバ
ルト酸リチウムをはじめとする金属酸化物や金属複合酸
化物などの正極や、リチウムイオンを保持させたカーボ
ンやグラファイトなど負極の研究が進み、それらを用い
た高エネルギー密度非水電解液二次電池が開発され、最
近では、携帯用ビデオカメラ、携帯用パソコン、携帯用
無線電話などのポータブル電子機器用に広く利用されて
いる。
【０００３】高エネルギー電池を得るためには、電池の
活物質として、電圧が高く、単位重量当たりの容量の大
きい材料を使用する必要があり、このような負極材料と
して、負極にリチウムをはじめとするアルカリ金属やそ
の合金、あるいはリチウムイオンを保持した炭素等を使
用する。これらの負極材料は、水と直接反応するために
水溶液電解液は使用できず、有機溶媒にリチウム塩など
を溶解させた電解液、すなわち非水電解液を使用するこ
とが特徴である。
活物質として、電圧が高く、単位重量当たりの容量の大
きい材料を使用する必要があり、このような負極材料と
して、負極にリチウムをはじめとするアルカリ金属やそ
の合金、あるいはリチウムイオンを保持した炭素等を使
用する。これらの負極材料は、水と直接反応するために
水溶液電解液は使用できず、有機溶媒にリチウム塩など
を溶解させた電解液、すなわち非水電解液を使用するこ
とが特徴である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】非水電解液二次電池
は、高い放電電圧、大容量、良好なサイクル寿命をも
ち、電池反応ではガス発生がなく、しかも本質的に水分
をきらうために密閉構造となっているのが普通である。
また、非水電解液二次電池では、電池内部の電極にある
程度の圧力をかけて反応を安定させる必要があることか
ら、電池の外装缶の材料には主に鉄が使用されてきた。
は、高い放電電圧、大容量、良好なサイクル寿命をも
ち、電池反応ではガス発生がなく、しかも本質的に水分
をきらうために密閉構造となっているのが普通である。
また、非水電解液二次電池では、電池内部の電極にある
程度の圧力をかけて反応を安定させる必要があることか
ら、電池の外装缶の材料には主に鉄が使用されてきた。
【０００５】ところが鉄の密度は７．８７ｇ／ｃｍ3 も
あるため、電池全体の重量に占める電池の外装缶の重量
の割合は、電池の大きさにもよるが、約３０パーセント
にも達するのが普通であった。これでは、電池の活物質
にいくら高エネルギー物質を使用しても、その利点が失
われてしまう。
あるため、電池全体の重量に占める電池の外装缶の重量
の割合は、電池の大きさにもよるが、約３０パーセント
にも達するのが普通であった。これでは、電池の活物質
にいくら高エネルギー物質を使用しても、その利点が失
われてしまう。
【０００６】そこで、非水電解液二次電池の電池の外装
缶に、できるだけ密度の小さい材料、例えば高分子化合
物を使用し、電池の重量当たりのエネルギー密度を高め
ることが考えられる。高分子化合物の比重は、ポリ塩化
ビニル約１．４、ポリエチレン約０．９５、ポリプロピ
レン約０．９０、ポリスチレン約１．０５であり、金属
と比べるとかなり小さい。しかし、高分子材料の強度は
鉄などの金属に比べて劣っているために、電池を単独で
使用する場合にはあまりふさわしくないが、複数の電池
を組み合わせた組電池にして使用する場合には、普通複
数個の電池を別のケースに入れた状態で使用するので、
単電池の外装缶が鉄のような強度を持たなくても使用が
可能である。
缶に、できるだけ密度の小さい材料、例えば高分子化合
物を使用し、電池の重量当たりのエネルギー密度を高め
ることが考えられる。高分子化合物の比重は、ポリ塩化
ビニル約１．４、ポリエチレン約０．９５、ポリプロピ
レン約０．９０、ポリスチレン約１．０５であり、金属
と比べるとかなり小さい。しかし、高分子材料の強度は
鉄などの金属に比べて劣っているために、電池を単独で
使用する場合にはあまりふさわしくないが、複数の電池
を組み合わせた組電池にして使用する場合には、普通複
数個の電池を別のケースに入れた状態で使用するので、
単電池の外装缶が鉄のような強度を持たなくても使用が
可能である。
【０００７】しかし、電池の外装缶に高分子材料を使用
する場合、別の問題が生じる。すなわち、高分子材料は
水を良く通すという性質がある。高分子材料の透湿率
（単位：ｇ・ｃｍ×１０12／ｃｍ2 ・ｓｅｃ・ｃｍＨ
ｇ）は、高密度ポリエチレン＝５．１、キャストポリプ
ロピレン＝４．８、ポリスチレン＝９６、ポリ塩化ビニ
ル＝１１０、ポリ三フッ化塩化エチレン＝０．２５など
のように、フッ素系樹脂を除いてかなり大きな値である
ため、電池を長期間貯蔵中に外装缶を通して電池の内部
に水が入り、電池が劣化してしまうという問題があつ
た。なお、フッ素樹脂はあまり水を通さないが、比重が
約２であるために、高エネルギー密度電池の外装缶とし
てはふさわしくない。
する場合、別の問題が生じる。すなわち、高分子材料は
水を良く通すという性質がある。高分子材料の透湿率
（単位：ｇ・ｃｍ×１０12／ｃｍ2 ・ｓｅｃ・ｃｍＨ
ｇ）は、高密度ポリエチレン＝５．１、キャストポリプ
ロピレン＝４．８、ポリスチレン＝９６、ポリ塩化ビニ
ル＝１１０、ポリ三フッ化塩化エチレン＝０．２５など
のように、フッ素系樹脂を除いてかなり大きな値である
ため、電池を長期間貯蔵中に外装缶を通して電池の内部
に水が入り、電池が劣化してしまうという問題があつ
た。なお、フッ素樹脂はあまり水を通さないが、比重が
約２であるために、高エネルギー密度電池の外装缶とし
てはふさわしくない。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するために、非水電解液電池の電池の外装缶にオル
ガノシラザン層をとりつけるものである。
解決するために、非水電解液電池の電池の外装缶にオル
ガノシラザン層をとりつけるものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は、非水電解液を使用した
すべての一次電池および二次電池への適用が可能であ
り、特に高エネルギー密度が要求される携帯用各種機器
の電源に使用する電池に有効である。
すべての一次電池および二次電池への適用が可能であ
り、特に高エネルギー密度が要求される携帯用各種機器
の電源に使用する電池に有効である。
【００１０】本発明になる非水電解液電池は、少なくと
も三層で構成された電池の外装缶を使用し、中間層にオ
ルガノシラザンを使用することによって外装缶を通して
電池内部への水分の侵入を防止するものである。
も三層で構成された電池の外装缶を使用し、中間層にオ
ルガノシラザンを使用することによって外装缶を通して
電池内部への水分の侵入を防止するものである。
【００１１】中間層にオルガノシラザンを使用する場
合、オルガノシラザンは液体の場合もあるので、オルガ
ノシラザン層を両側から挟まなければならないため、電
池の外装缶を構成する層は少なくとも三層必要であり、
もちろん三層以上使用してもかまわない。
合、オルガノシラザンは液体の場合もあるので、オルガ
ノシラザン層を両側から挟まなければならないため、電
池の外装缶を構成する層は少なくとも三層必要であり、
もちろん三層以上使用してもかまわない。
【００１２】ここでは最も単純な電池の外装缶が三層の
場合について説明する。外装缶を構成する三層のうち、
外装缶の内部の層を第一の層、中間層を第二の層、外装
缶の外部の層を第三の層とする。
場合について説明する。外装缶を構成する三層のうち、
外装缶の内部の層を第一の層、中間層を第二の層、外装
缶の外部の層を第三の層とする。
【００１３】高エネルギー密度電池を得るためには、電
池を構成するすべての材料の比重（密度）ができるだけ
小さいことが望ましいので、第一の層、第二の層、第三
の層はいずれも密度の小さい材料から選択する必要があ
る。
池を構成するすべての材料の比重（密度）ができるだけ
小さいことが望ましいので、第一の層、第二の層、第三
の層はいずれも密度の小さい材料から選択する必要があ
る。
【００１４】第一の層と第三の層は、形状維持のために
固体材料を使用する必要があり、また、第一の層は直接
電解液と接触するため、使用する電解液に応じてそれと
は反応しない材質を選ぶ必要があり、いずれも高分子材
料が好ましい。
固体材料を使用する必要があり、また、第一の層は直接
電解液と接触するため、使用する電解液に応じてそれと
は反応しない材質を選ぶ必要があり、いずれも高分子材
料が好ましい。
【００１５】本発明は、第二の層にオルガノシラザンを
使用する。オルガノシラザンは、Ｓｉ−Ｎ結合をもつ有
機ケイ素化合物の総称であり、一般式はＲn Ｓｉ（ＮＨ
2 ）4-n 、（Ｒ3 Ｓｉ）2 ＮＨ、（Ｒ2 ＳｉＮＨ）n 、
Ｒ3 ＳｉＮＨ（Ｒ2 ＳｉＮＨ）ｎＳｉＲ3 で表される。
また、Ｒ3 ＳｉＮＨ（Ｒ2 ＳｉＮＨ）n ＳｉＲ3 でｎが
大きい高分子量のものをオルガノポリシラザンともい
う。
使用する。オルガノシラザンは、Ｓｉ−Ｎ結合をもつ有
機ケイ素化合物の総称であり、一般式はＲn Ｓｉ（ＮＨ
2 ）4-n 、（Ｒ3 Ｓｉ）2 ＮＨ、（Ｒ2 ＳｉＮＨ）n 、
Ｒ3 ＳｉＮＨ（Ｒ2 ＳｉＮＨ）ｎＳｉＲ3 で表される。
また、Ｒ3 ＳｉＮＨ（Ｒ2 ＳｉＮＨ）n ＳｉＲ3 でｎが
大きい高分子量のものをオルガノポリシラザンともい
う。
【００１６】オルガノシラザンは、室温で液体のヘキサ
メチルシクロトリシラザン（融点−１０℃、沸点１８８
℃）や、室温で固体のオクタメチルシクロテトラシラザ
ン（融点９７℃、沸点２２５℃）などがあり、ヘキサメ
チルシクロトリシラザンの密度は０．９２ｇ／ｃｍ3 で
あり、その他のオルガノシラザンの密度もほとんどが１
ｇ／ｃｍ3 以下である。
メチルシクロトリシラザン（融点−１０℃、沸点１８８
℃）や、室温で固体のオクタメチルシクロテトラシラザ
ン（融点９７℃、沸点２２５℃）などがあり、ヘキサメ
チルシクロトリシラザンの密度は０．９２ｇ／ｃｍ3 で
あり、その他のオルガノシラザンの密度もほとんどが１
ｇ／ｃｍ3 以下である。
【００１７】高エネルギー密度電池を得るためには、電
池の外装缶をできるだけ軽くする必要があり、そのため
には電池の外装缶の厚みを薄くするすればよい。そのた
め、第二の層に使用するオルガノシラザンとしては、液
体も固体も使用可能であるが、薄い層にし易いという点
からは、液体の方が好ましい。また、第二の層に使用す
るオルガノシラザンは一種でもよく、二種以上を組み合
わせて使用してもよい。
池の外装缶をできるだけ軽くする必要があり、そのため
には電池の外装缶の厚みを薄くするすればよい。そのた
め、第二の層に使用するオルガノシラザンとしては、液
体も固体も使用可能であるが、薄い層にし易いという点
からは、液体の方が好ましい。また、第二の層に使用す
るオルガノシラザンは一種でもよく、二種以上を組み合
わせて使用してもよい。
【００１８】オルガノシラザンとしては、上記以外でも
トリエチルシラザン、トリプロピルシラザン、トリフェ
ニルシラザン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチル
ジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサエチル
シクロトリシラザン、オクタエチルシクロテトラシラザ
ン、ヘキサフェニルシクロトリシラザンや各種オルガノ
ポリシラザンなどの使用が可能である。
トリエチルシラザン、トリプロピルシラザン、トリフェ
ニルシラザン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサエチル
ジシラザン、ヘキサフェニルジシラザン、ヘキサエチル
シクロトリシラザン、オクタエチルシクロテトラシラザ
ン、ヘキサフェニルシクロトリシラザンや各種オルガノ
ポリシラザンなどの使用が可能である。
【００１９】なお、第一の層および第三の層は、必ずし
も単一の材料から構成されている必要はなく、それぞれ
二種以上の材料からなる層を積層した複数の層から構成
されていてもよい。
も単一の材料から構成されている必要はなく、それぞれ
二種以上の材料からなる層を積層した複数の層から構成
されていてもよい。
【００２０】なお、高エネルギー非水電解液電池の電解
液としては、広い電位窓、高いイオン導電率、広い使用
温度範囲、電極材料や活物質に対して安定な系が望まし
く、このような系としては、例えば、高誘電率溶媒とし
てエチレンカーボネート（ＥＣ）が、低粘度溶媒として
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネー
ト（ＤＥＣ）が好ましく、これらの溶媒の混合割合を体
積比でＥＣ：ＤＭＣ：ＤＥＣ＝２：２：１とし、この混
合溶媒に電位安定性と安全性に優れる塩としてのＬｉＰ
Ｆ6 を溶解した溶液が使用されている。
液としては、広い電位窓、高いイオン導電率、広い使用
温度範囲、電極材料や活物質に対して安定な系が望まし
く、このような系としては、例えば、高誘電率溶媒とし
てエチレンカーボネート（ＥＣ）が、低粘度溶媒として
ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とジエチルカーボネー
ト（ＤＥＣ）が好ましく、これらの溶媒の混合割合を体
積比でＥＣ：ＤＭＣ：ＤＥＣ＝２：２：１とし、この混
合溶媒に電位安定性と安全性に優れる塩としてのＬｉＰ
Ｆ6 を溶解した溶液が使用されている。
【００２１】なお、電解液の溶媒としては上記以外に
も、プロピレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ブチレンカーボネートなどの種々の有機溶
媒も使用でき、また電解質としてはＬｉＰＦ6 以外にも
ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＣＦ3
ＳＯ3 などのリチウム塩も使用でき、しかもこれらに限
定されるものではない。
も、プロピレンカーボネート、１，２−ジメトキシエタ
ン、１，２−ブチレンカーボネートなどの種々の有機溶
媒も使用でき、また電解質としてはＬｉＰＦ6 以外にも
ＬｉＣｌＯ4 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＡｓＦ6 、ＬｉＣＦ3
ＳＯ3 などのリチウム塩も使用でき、しかもこれらに限
定されるものではない。
【００２２】さらに、正極活物質としては、リチウムと
コバルト・ニッケル・マンガン・鉄との複合酸化物、あ
るいはリチウムとコバルト・ニッケル・マンガン・鉄か
ら選ばれる２種以上を有する複合酸化物が好ましく、ま
た、負極活物質としては金属リチウムやリチウム合金、
あるいは、低温焼成の低結晶性炭素から天然黒鉛などの
高結晶性炭素にいたる、形状・種類・複数の種類の混合
物などの、リチウムイオンを吸蔵する炭素材料も使用で
きるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
コバルト・ニッケル・マンガン・鉄との複合酸化物、あ
るいはリチウムとコバルト・ニッケル・マンガン・鉄か
ら選ばれる２種以上を有する複合酸化物が好ましく、ま
た、負極活物質としては金属リチウムやリチウム合金、
あるいは、低温焼成の低結晶性炭素から天然黒鉛などの
高結晶性炭素にいたる、形状・種類・複数の種類の混合
物などの、リチウムイオンを吸蔵する炭素材料も使用で
きるが、もちろんこれらに限定されるものではない。
【００２３】
【実施例】本発明になる非水電解液電池の構造を好適な
実施例を用いて詳述する。
実施例を用いて詳述する。
【００２４】［実施例１］本発明になる非水電解液二次
電池と従来の非水電解液二次電池を比較するために、つ
ぎの三つの非水電解液二次電池を作製し、その特性を求
めた。
電池と従来の非水電解液二次電池を比較するために、つ
ぎの三つの非水電解液二次電池を作製し、その特性を求
めた。
【００２５】作製した三つの電池は、電池ケースが次の
ように異なっている以外は、電極や電解液などすべてま
ったく同じものを使用した。
ように異なっている以外は、電極や電解液などすべてま
ったく同じものを使用した。
【００２６】電池Ａ（本発明の電池）：電池ケースに三
層構造のケースを使用。
層構造のケースを使用。
【００２７】電池Ｂ（従来の電池）：電池ケース材料に
鉄を使用。
鉄を使用。
【００２８】電池Ｃ（比較電池）：電池ケース材料にポ
リプロピレンを使用。
リプロピレンを使用。
【００２９】図１は、本発明になる非水電解液二次電池
Ａの断面構造を示したもので、電池１は、正極板２、負
極板３、セパレータ４および電解液（図示省略）が電池
ケース５に収納された角形リチウム二次電池である。
Ａの断面構造を示したもので、電池１は、正極板２、負
極板３、セパレータ４および電解液（図示省略）が電池
ケース５に収納された角形リチウム二次電池である。
【００３０】正極板２は、重量比で、活物質としてのＬ
ｉＣｏＯ2 ９０部・導電助剤としてのアセチレンブラッ
ク４部・結着剤としてのポリフッ化ビニリデン６部・溶
剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン１００部を混合
してペースト状にし、厚み２０μｍのアルミニウム箔の
両面に塗布・乾燥・圧延し、幅３０ｍｍに切断して作製
した。
ｉＣｏＯ2 ９０部・導電助剤としてのアセチレンブラッ
ク４部・結着剤としてのポリフッ化ビニリデン６部・溶
剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン１００部を混合
してペースト状にし、厚み２０μｍのアルミニウム箔の
両面に塗布・乾燥・圧延し、幅３０ｍｍに切断して作製
した。
【００３１】負極板３は、重量比で、炭素粉末８８部・
結着剤としてのポリフッ化ビニリデン１２部・溶剤とし
てのＮ−メチル−２−ピロリドン１５０部を混合してペ
ースト状にし、厚み１８μｍの銅箔の両面に塗布・乾燥
・圧延し、幅３０ｍｍに切断して作製した。
結着剤としてのポリフッ化ビニリデン１２部・溶剤とし
てのＮ−メチル−２−ピロリドン１５０部を混合してペ
ースト状にし、厚み１８μｍの銅箔の両面に塗布・乾燥
・圧延し、幅３０ｍｍに切断して作製した。
【００３２】セパレータ４は、厚さ２５μｍ、幅３２ｍ
ｍのポリエチレン微多孔膜からなり、これに電解液が吸
収されている。電解液としては、ＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ
／ｌ含むエチレンカーボネート：ジメチルカーボネー
ト：ジエチルカーボネート＝２：２：１（体積比）の混
合溶液を使用した。
ｍのポリエチレン微多孔膜からなり、これに電解液が吸
収されている。電解液としては、ＬｉＰＦ6 を１ｍｏｌ
／ｌ含むエチレンカーボネート：ジメチルカーボネー
ト：ジエチルカーボネート＝２：２：１（体積比）の混
合溶液を使用した。
【００３３】電池の外装缶５の寸法は、厚さ０．４２ｍ
ｍ、内寸３３×４７×７ｍｍとし、第一の層６と第三の
層８の材質は厚さ０．２ｍｍのポリプロピレン板とし、
第一の層６と第三の層８の間に、厚さ０．０２ｍｍのヘ
キサメチルシクロトリシラザンからなる第二の層７を取
り付けたものである。
ｍ、内寸３３×４７×７ｍｍとし、第一の層６と第三の
層８の材質は厚さ０．２ｍｍのポリプロピレン板とし、
第一の層６と第三の層８の間に、厚さ０．０２ｍｍのヘ
キサメチルシクロトリシラザンからなる第二の層７を取
り付けたものである。
【００３４】これら正極板２、セパレータ４及び負極板
３を順次重ね合わせ、ポリエチレン製の巻芯９を中心と
して、その周囲に長円渦状に巻いた後、正極リード線１
０または負極リード線１１と電気的に接続されて、電池
の外装缶５に収納される。
３を順次重ね合わせ、ポリエチレン製の巻芯９を中心と
して、その周囲に長円渦状に巻いた後、正極リード線１
０または負極リード線１１と電気的に接続されて、電池
の外装缶５に収納される。
【００３５】負極リード線１１はニッケルからなり、そ
の一端が、鉄製で中央に貫通口を有する矩形板状の蓋１
２の偏心位置にあらかじめ抵抗溶接されている。蓋１２
の貫通口には、円柱状の正極端子１３が低融点ガラス１
４にて気密に固着されており、その正極端子１３にＳＵ
Ｓ３１７Ｊ１からなる正極リード線１０の一部が抵抗溶
接されている。そして、上記渦巻き電極群の末端で正極
板２と負極板３とが離され、正極板２の端部が正極リー
ド線１０の他端に接続され、負極板３の端部が負極リー
ド線１１の他端に抵抗溶接されている。正極板２の接続
端と負極板３の接続端とは、ポリプロピレン製のカバー
１５にて絶縁されている。なお、正極板２と正極リード
線１０とは、ハリカシメ法により接続されている。蓋１
２を電池ケース５に押し込むことにより、電池を密封し
た。
の一端が、鉄製で中央に貫通口を有する矩形板状の蓋１
２の偏心位置にあらかじめ抵抗溶接されている。蓋１２
の貫通口には、円柱状の正極端子１３が低融点ガラス１
４にて気密に固着されており、その正極端子１３にＳＵ
Ｓ３１７Ｊ１からなる正極リード線１０の一部が抵抗溶
接されている。そして、上記渦巻き電極群の末端で正極
板２と負極板３とが離され、正極板２の端部が正極リー
ド線１０の他端に接続され、負極板３の端部が負極リー
ド線１１の他端に抵抗溶接されている。正極板２の接続
端と負極板３の接続端とは、ポリプロピレン製のカバー
１５にて絶縁されている。なお、正極板２と正極リード
線１０とは、ハリカシメ法により接続されている。蓋１
２を電池ケース５に押し込むことにより、電池を密封し
た。
【００３６】従来の電池Ｂの外装缶は、厚さ０．３ｍ
ｍ、内寸３３×４７×７ｍｍの鉄製本体の表面に、厚さ
２μｍのニッケルメッキを施したものである。
ｍ、内寸３３×４７×７ｍｍの鉄製本体の表面に、厚さ
２μｍのニッケルメッキを施したものである。
【００３７】比較例としての電池Ｃの外装缶は、厚さ
０．４５ｍｍ、内寸３３×４７×７ｍｍのポリプロピレ
ン製とした。
０．４５ｍｍ、内寸３３×４７×７ｍｍのポリプロピレ
ン製とした。
【００３８】各電池の外装缶の重量を比較すると、外装
缶に高分子材料を使用した電池Ａおよび電池Ｃの外装缶
の重量は、外装缶に鉄を使用した電池Ｂの外装缶の重量
の約８分の１であった。
缶に高分子材料を使用した電池Ａおよび電池Ｃの外装缶
の重量は、外装缶に鉄を使用した電池Ｂの外装缶の重量
の約８分の１であった。
【００３９】これらの三つの電池を、作製直後に次の条
件で５サイクルの充放電を行ったところ、放電電圧や容
量に差は見られなかった。
件で５サイクルの充放電を行ったところ、放電電圧や容
量に差は見られなかった。
【００４０】周囲温度：２５℃ 充電：〔２００ｍＡ定電流、４．１Ｖまで〕＋〔４．１
Ｖ定電圧、５時間〕 放電：４００ｍＡ定電流、終止電圧３．０Ｖ その後六か月間室温で放置した後、同じ条件で充放電を
行ったところ、電池Ａと電池Ｂの放電特性は作製直後と
ほぼ同じであったが、電池ケースにポリプロピレンを使
用した電池Ｃの放電容量は、作製直後の約７０パーセン
トに減少していた。
Ｖ定電圧、５時間〕 放電：４００ｍＡ定電流、終止電圧３．０Ｖ その後六か月間室温で放置した後、同じ条件で充放電を
行ったところ、電池Ａと電池Ｂの放電特性は作製直後と
ほぼ同じであったが、電池ケースにポリプロピレンを使
用した電池Ｃの放電容量は、作製直後の約７０パーセン
トに減少していた。
【００４１】［実施例２］電池の外装缶の第二の層の材
質にヘキサエチルシクロトリシラザン（融点：−４１
℃、沸点：１５０℃／１０ｍｍＨｇ）を使用し、その他
の点はすべて実施例１で述べた電池Ａと同じである非水
電解液二次電池を作製した。この電池の放電特性は、作
製直後と六か月保存後ではほとんど同じであった。
質にヘキサエチルシクロトリシラザン（融点：−４１
℃、沸点：１５０℃／１０ｍｍＨｇ）を使用し、その他
の点はすべて実施例１で述べた電池Ａと同じである非水
電解液二次電池を作製した。この電池の放電特性は、作
製直後と六か月保存後ではほとんど同じであった。
【００４２】［実施例３］電池の外装缶の第二の層の材
質にオクタメチルシクロテトラシラザンを使用し、その
他の点はすべて実施例１で述べた電池Ａと同じである非
水電解液二次電池を作製した。この電池の放電特性は、
作製直後と六か月保存後ではほとんど同じであった。
質にオクタメチルシクロテトラシラザンを使用し、その
他の点はすべて実施例１で述べた電池Ａと同じである非
水電解液二次電池を作製した。この電池の放電特性は、
作製直後と六か月保存後ではほとんど同じであった。
【００４３】
【発明の効果】本発明になる非水電解液二次電池は、電
池の外装缶にはオルガノシラザン層を備えているため、
電池の外装缶の外側の層を通して水が透過した場合、オ
ルガノシラザンは水と容易に反応してオルガノポリシロ
キサンになるため、水はオルガノシラザン層で捕捉さ
れ、電池の内部には侵入しなくなる。したがって、電池
のケースに鉄等の密度の大きい金属を使用するかわり
に、密度の小さい材料、例えば各種高分子材料等を使用
することができる。このようにして電池ケースの重量を
大幅に軽減することにより、高エネルギー密度電池が得
られるものである。
池の外装缶にはオルガノシラザン層を備えているため、
電池の外装缶の外側の層を通して水が透過した場合、オ
ルガノシラザンは水と容易に反応してオルガノポリシロ
キサンになるため、水はオルガノシラザン層で捕捉さ
れ、電池の内部には侵入しなくなる。したがって、電池
のケースに鉄等の密度の大きい金属を使用するかわり
に、密度の小さい材料、例えば各種高分子材料等を使用
することができる。このようにして電池ケースの重量を
大幅に軽減することにより、高エネルギー密度電池が得
られるものである。
【００４４】なお、オルガノシラザンは一種のみ使用す
る場合、室温で液体の場合には二種以上混合する場合、
固体と液体を二種以上組み合わせて使用する場合などが
考えられ、いずれの場合もその有効性には変わりがな
い。
る場合、室温で液体の場合には二種以上混合する場合、
固体と液体を二種以上組み合わせて使用する場合などが
考えられ、いずれの場合もその有効性には変わりがな
い。
【００４５】また、本発明になる電池の外装缶は、実施
例で述べた低融点ガラスを用いて気密とした蓋の構造以
外にも、例えば安全弁を取り付けた構造の場合などにも
有効であり、さらに、非水電解液二次電池のみならず、
非水電解液一次電池にも有効である。
例で述べた低融点ガラスを用いて気密とした蓋の構造以
外にも、例えば安全弁を取り付けた構造の場合などにも
有効であり、さらに、非水電解液二次電池のみならず、
非水電解液一次電池にも有効である。
【図１】本発明になる非水電解液二次電池Ａの断面構造
を示す図
を示す図
１ 電池 ２ 正極板 ３ 負極板 ４ セパレータ ５ 電池の外装缶 ６ 電池の外装缶の第一の層 ７ 電池の外装缶の第二の層 ８ 電池の外装缶の第三の層 １２ 蓋
Claims (5)
- 【請求項１】電池の外装缶にオルガノシラザン層を備え
たことを特徴とする、非水電解液電池。 - 【請求項２】オルガノシラザンが、一般式Ｒn Ｓｉ（Ｎ
Ｈ2 ）4-n 、（Ｒ3Ｓｉ）2 ＮＨ、（Ｒ2 ＳｉＮＨ）n
またはＲ3 ＳｉＮＨ（Ｒ2 ＳｉＮＨ）n ＳｉＲ3 で表さ
れる化合物である、請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】オルガノシラザンが、高分子量のポリオル
ガノシラザンである、請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項４】オルガノシラザンが、ヘキサメチルシクロ
トリシラザンあるいはヘキサエチルシクロトリシラザ
ン、あるいはこれらの混合物である、請求項２記載の非
水電解液電池。 - 【請求項５】電池の外装缶の、オルガノシラザン以外の
材料が高分子化合物であることを特徴とする、請求項１
記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058308A JPH10241745A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9058308A JPH10241745A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10241745A true JPH10241745A (ja) | 1998-09-11 |
| JPH10241745A5 JPH10241745A5 (ja) | 2005-01-06 |
Family
ID=13080622
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9058308A Withdrawn JPH10241745A (ja) | 1997-02-25 | 1997-02-25 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10241745A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6235431B1 (en) * | 1997-06-24 | 2001-05-22 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Nonaqueous electrolytic solution for battery and nonaqueous electrolytic solution battery using the same |
| JP2002367584A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | Tonen Chem Corp | 電池用セパレータ、その製造方法およびそれを用いた電池 |
-
1997
- 1997-02-25 JP JP9058308A patent/JPH10241745A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6235431B1 (en) * | 1997-06-24 | 2001-05-22 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Nonaqueous electrolytic solution for battery and nonaqueous electrolytic solution battery using the same |
| JP2002367584A (ja) * | 2001-06-12 | 2002-12-20 | Tonen Chem Corp | 電池用セパレータ、その製造方法およびそれを用いた電池 |
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