JPH10312814A - 有機電解液電池 - Google Patents
有機電解液電池Info
- Publication number
- JPH10312814A JPH10312814A JP9125385A JP12538597A JPH10312814A JP H10312814 A JPH10312814 A JP H10312814A JP 9125385 A JP9125385 A JP 9125385A JP 12538597 A JP12538597 A JP 12538597A JP H10312814 A JPH10312814 A JP H10312814A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte
- positive electrode
- calcium
- organic electrolyte
- active material
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- Pending
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-
- Y02E60/12—
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- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】有機電解液電池では、放電反応にともなって電
解液が正極に吸収されて減少し、それによって放電反応
の進行が阻害される。これを防止して電池の放電性能を
向上させる。 【解決手段】アルカリ金属を負極活物質２とし、二酸化
マンガンを正極活物質６とし、有機電解液を備えてなる
有機電解液電池において、電解液中にケイ酸カルシウム
とポリアクリル酸カルシウムとの混合物を添加すること
によって、電解液が正極側へ移動するのを阻止し、放電
性能の低下を防止する。ケイ酸カルシウムとポリアクリ
ル酸カルシウムとの混合比は重量比２：１〜１０：１
で、該混合物の電解液への添加量は５〜１０重量％が好
ましい。
解液が正極に吸収されて減少し、それによって放電反応
の進行が阻害される。これを防止して電池の放電性能を
向上させる。 【解決手段】アルカリ金属を負極活物質２とし、二酸化
マンガンを正極活物質６とし、有機電解液を備えてなる
有機電解液電池において、電解液中にケイ酸カルシウム
とポリアクリル酸カルシウムとの混合物を添加すること
によって、電解液が正極側へ移動するのを阻止し、放電
性能の低下を防止する。ケイ酸カルシウムとポリアクリ
ル酸カルシウムとの混合比は重量比２：１〜１０：１
で、該混合物の電解液への添加量は５〜１０重量％が好
ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムなどのア
ルカリ金属を負極活物質とし、二酸化マンガンを正極活
物質とする有機電解液電池に関し、特に電解液の改良に
関するものである。
ルカリ金属を負極活物質とし、二酸化マンガンを正極活
物質とする有機電解液電池に関し、特に電解液の改良に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】有機電解液電池ではリチウムなどのアル
カリ金属を負極活物質とし、二酸化マンガンを正極活物
質とし、電解液としてプロピレンカーボネート等の有機
溶媒にＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＳｂＦ6 ，Ｌｉ
ＢＦ4 ，ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4などの電解質の１種また
は２種以上を溶解したものが用いられており、例えばリ
チウムを負極活物質とした場合には、その放電反応はリ
チウムイオンが正極側へ移動して正極内で反応生成物を
生成することによって行われる。
カリ金属を負極活物質とし、二酸化マンガンを正極活物
質とし、電解液としてプロピレンカーボネート等の有機
溶媒にＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＳｂＦ6 ，Ｌｉ
ＢＦ4 ，ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4などの電解質の１種また
は２種以上を溶解したものが用いられており、例えばリ
チウムを負極活物質とした場合には、その放電反応はリ
チウムイオンが正極側へ移動して正極内で反応生成物を
生成することによって行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記したように、有機
電解液電池の放電反応では、アルカリ金属イオンが正極
側へ移動して反応生成物を生成するため、放電進行に伴
って正極が膨潤し、電解液を吸収してセパレータ中の電
解液が減少し、放電反応の進行が阻害されて放電電圧の
低下や内部抵抗の増加などが生起していた。
電解液電池の放電反応では、アルカリ金属イオンが正極
側へ移動して反応生成物を生成するため、放電進行に伴
って正極が膨潤し、電解液を吸収してセパレータ中の電
解液が減少し、放電反応の進行が阻害されて放電電圧の
低下や内部抵抗の増加などが生起していた。
【０００４】また、正極活物質である二酸化マンガン
は、電解液中のプロピレンカーボネートなどの環状エス
テル結合を有する有機溶媒と反応し、上記有機溶媒化合
物が酸化分解して電池内部に炭酸ガスが発生して、電池
総高の増加や内部インピーダンスの増加など、電池性能
が低下する問題があった。
は、電解液中のプロピレンカーボネートなどの環状エス
テル結合を有する有機溶媒と反応し、上記有機溶媒化合
物が酸化分解して電池内部に炭酸ガスが発生して、電池
総高の増加や内部インピーダンスの増加など、電池性能
が低下する問題があった。
【０００５】本発明は、これらの問題に対処してなされ
たもので、上記有機電解液電池において、放電反応にと
もなって電解液が正極に吸収され、放電反応の進行が阻
害されるのを防止し、また一方、二酸化マンガンと電解
液中の有機溶媒との反応を阻止して、放電性能の向上を
図ることを目的とする。
たもので、上記有機電解液電池において、放電反応にと
もなって電解液が正極に吸収され、放電反応の進行が阻
害されるのを防止し、また一方、二酸化マンガンと電解
液中の有機溶媒との反応を阻止して、放電性能の向上を
図ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルカリ金属
を負極活物質とし、二酸化マンガンを正極活物質とし、
有機電解液を備えてなる有機電解液電池において、前記
電解液中にケイ酸カルシウムとポリアクリル酸カルシウ
ムとの混合物を添加したことを特徴とする。
を負極活物質とし、二酸化マンガンを正極活物質とし、
有機電解液を備えてなる有機電解液電池において、前記
電解液中にケイ酸カルシウムとポリアクリル酸カルシウ
ムとの混合物を添加したことを特徴とする。
【０００７】本発明において、ケイ酸カルシウムとポリ
アクリル酸カルシウムとの混合物を添加したことによっ
て放電反応が向上する理由は必ずしも明らかではない
が、ケイ酸カルシウムがポリアクリル酸カルシウムを固
定し、電解液の粘度を高めてセパレータ中の電解液が正
極側へ移動するのを防止することによるものと考えられ
る。
アクリル酸カルシウムとの混合物を添加したことによっ
て放電反応が向上する理由は必ずしも明らかではない
が、ケイ酸カルシウムがポリアクリル酸カルシウムを固
定し、電解液の粘度を高めてセパレータ中の電解液が正
極側へ移動するのを防止することによるものと考えられ
る。
【０００８】また更にポリアクリル酸カルシウムは二酸
化マンガンと電解液との反応を阻止する反応阻止剤とし
て作用するものと考えられる。本発明においてプロピレ
ンカーボネートに対する二酸化マンガンの反応性が低下
する理由は現在のところ必ずしも明確ではないが、二酸
化マンガンの表面の活性部位に比較的安定な吸着層が形
成され、二酸化マンガン表面の付着水，結合水，表面官
能基などに基づく活性が低下することによるものと考え
られる。
化マンガンと電解液との反応を阻止する反応阻止剤とし
て作用するものと考えられる。本発明においてプロピレ
ンカーボネートに対する二酸化マンガンの反応性が低下
する理由は現在のところ必ずしも明確ではないが、二酸
化マンガンの表面の活性部位に比較的安定な吸着層が形
成され、二酸化マンガン表面の付着水，結合水，表面官
能基などに基づく活性が低下することによるものと考え
られる。
【０００９】本発明において、ケイ酸カルシウムとポリ
アクリル酸カルシウムとの混合比は重量比で２：１〜１
０：１の範囲にするのが好ましく、また該混合物の電解
液への添加量は５〜２０％（重量％以下同様）にするの
が好ましい。これは該混合物の添加により所望の効果が
達成される範囲でしかも添加による弊害が生じない範囲
という観点に基づくものである。
アクリル酸カルシウムとの混合比は重量比で２：１〜１
０：１の範囲にするのが好ましく、また該混合物の電解
液への添加量は５〜２０％（重量％以下同様）にするの
が好ましい。これは該混合物の添加により所望の効果が
達成される範囲でしかも添加による弊害が生じない範囲
という観点に基づくものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。 （実施例）図１は本発明の実施例である有機電解液電池
（直径２０．０ｍｍのコイン形電池）の断面図である。
して詳細に説明する。 （実施例）図１は本発明の実施例である有機電解液電池
（直径２０．０ｍｍのコイン形電池）の断面図である。
【００１１】図１において、２はリチウムからなる負極
であり、この負極２はステンレス鋼製の負極缶３の内面
にあらかじめスポット溶接しておいたステンレス鋼製網
からなる負極集電体４に直径１６ｍｍ，厚さ０．２ｍｍ
のリチウム板を圧着して形成したものである。５は微孔
性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータで、６は
二酸化マンガンを正極活物質とする正極合剤を加圧成形
した正極であり、以下のようにして作製した。
であり、この負極２はステンレス鋼製の負極缶３の内面
にあらかじめスポット溶接しておいたステンレス鋼製網
からなる負極集電体４に直径１６ｍｍ，厚さ０．２ｍｍ
のリチウム板を圧着して形成したものである。５は微孔
性ポリプロピレンフィルムからなるセパレータで、６は
二酸化マンガンを正極活物質とする正極合剤を加圧成形
した正極であり、以下のようにして作製した。
【００１２】すなわち、３５０〜４５０℃の温度範囲で
熱処理した二酸化マンガンを活物質として用い、この二
酸化マンガンと導電剤としてのカーボン粉末と結着剤と
してフッ素樹脂粉末とを８５：１０：５の重量比で混合
し、次に、この混合物を加圧形成した後、２５０〜３５
０℃で熱処理し、直径１６ｍｍ，厚さ０．６ｍｍの円板
状の成形体を作製した。
熱処理した二酸化マンガンを活物質として用い、この二
酸化マンガンと導電剤としてのカーボン粉末と結着剤と
してフッ素樹脂粉末とを８５：１０：５の重量比で混合
し、次に、この混合物を加圧形成した後、２５０〜３５
０℃で熱処理し、直径１６ｍｍ，厚さ０．６ｍｍの円板
状の成形体を作製した。
【００１３】さらに図１中、７は上記正極６の加圧成形
時に正極６の一方の側に配設したステンレス鋼製網から
なる正極集電体である。８はステンレス鋼製の正極缶
で、９はポリプロピレン製の環状ガスケットである。
時に正極６の一方の側に配設したステンレス鋼製網から
なる正極集電体である。８はステンレス鋼製の正極缶
で、９はポリプロピレン製の環状ガスケットである。
【００１４】この電池には、プロピレンカーボネートと
１，２−ジメトキシエタンとの容量比が１：１の混合溶
媒に過塩素酸リチウムを１ｍｏｌ／ｌ溶解させ、更にケ
イ酸カルシウムとポリアクリル酸カルシウムとの重量比
で５：１の混合物を添加した有機電解液が注入されてい
る。上記混合物の添加量は表１に示すように、５，１
０，１５，２０重量％とした。
１，２−ジメトキシエタンとの容量比が１：１の混合溶
媒に過塩素酸リチウムを１ｍｏｌ／ｌ溶解させ、更にケ
イ酸カルシウムとポリアクリル酸カルシウムとの重量比
で５：１の混合物を添加した有機電解液が注入されてい
る。上記混合物の添加量は表１に示すように、５，１
０，１５，２０重量％とした。
【００１５】（比較例）電解液に添加剤を添加しないこ
と以外は上記実施例と同様にして電池を製造した。上記
のように製造した実施例の電池および比較例の電池に関
して次の２種類の試験を行った。まず上記実施例と比較
例の各電池を８０％放電時において−１０℃，３００Ω
で５秒間放電し、放電後の閉路電圧を測定した。その結
果を表１に示す。
と以外は上記実施例と同様にして電池を製造した。上記
のように製造した実施例の電池および比較例の電池に関
して次の２種類の試験を行った。まず上記実施例と比較
例の各電池を８０％放電時において−１０℃，３００Ω
で５秒間放電し、放電後の閉路電圧を測定した。その結
果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１に示すように、ケイ酸カルシウムとポ
リアクリル酸カルシウムとの混合物の添加量が５〜２０
％の範囲で閉路電圧が高い。次にケイ酸カルシウムとポ
リアクリル酸カルシウムとの混合比を表２に示すように
種々に変えた混合物を調製し、該混合物を前記と同じ電
解液に１０％添加して、それ以外は前記と同様の電池を
製造した。これらの電池について、８０％放電時におい
て−１０℃，３００Ωで５秒間放電し、放電後の閉路電
圧を測定した。その結果を表２に示す。ケイ酸カルシウ
ムをＣＳで、ポリアクリル酸カルシウムをＣＰＡで表示
する。
リアクリル酸カルシウムとの混合物の添加量が５〜２０
％の範囲で閉路電圧が高い。次にケイ酸カルシウムとポ
リアクリル酸カルシウムとの混合比を表２に示すように
種々に変えた混合物を調製し、該混合物を前記と同じ電
解液に１０％添加して、それ以外は前記と同様の電池を
製造した。これらの電池について、８０％放電時におい
て−１０℃，３００Ωで５秒間放電し、放電後の閉路電
圧を測定した。その結果を表２に示す。ケイ酸カルシウ
ムをＣＳで、ポリアクリル酸カルシウムをＣＰＡで表示
する。
【００１８】
【表２】
【００１９】表２に示すようにケイ酸カルシウムとポリ
アクリル酸カルシウムとの混合比が重量比で２：１〜１
０：１の範囲で閉路電圧が高い。上記したように、電解
液にケイ酸カルシウムとポリアクリル酸カルシウムとの
混合物を添加することによって、放電末期での閉路電圧
が改善される。
アクリル酸カルシウムとの混合比が重量比で２：１〜１
０：１の範囲で閉路電圧が高い。上記したように、電解
液にケイ酸カルシウムとポリアクリル酸カルシウムとの
混合物を添加することによって、放電末期での閉路電圧
が改善される。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電解液にケイ酸カルシウムとポリアクリル酸カルシウム
を添加することによって、放電進行に伴なう電解液の正
極への吸収を防止することができ、その結果、放電末期
においてもセパレータ中の電解液が不足せず、放電性能
の低下を防止することができる。
電解液にケイ酸カルシウムとポリアクリル酸カルシウム
を添加することによって、放電進行に伴なう電解液の正
極への吸収を防止することができ、その結果、放電末期
においてもセパレータ中の電解液が不足せず、放電性能
の低下を防止することができる。
【図１】本発明の実施例の電池の断面図。
１…電池、２…負極活物質、３…負極缶、４…負極集電
体、５…セパレータ、６…正極活物質、７…正極集電
体、８…正極缶、９…ガスケット。
体、５…セパレータ、６…正極活物質、７…正極集電
体、８…正極缶、９…ガスケット。
Claims (2)
- 【請求項１】 アルカリ金属を負極活物質とし、二酸化
マンガンを正極活物質とし、有機電解液を備えてなる有
機電解液電池において、前記電解液中にケイ酸カルシウ
ムとポリアクリル酸カルシウムとの混合物を添加したこ
とを特徴とする有機電解液電池。 - 【請求項２】 ケイ酸カルシウムとポリアクリル酸カル
シウムとの混合比が重量比２：１〜１０：１で、該混合
物の電解液への添加量が５〜１０重量％である請求項１
記載の有機電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9125385A JPH10312814A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9125385A JPH10312814A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 有機電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10312814A true JPH10312814A (ja) | 1998-11-24 |
Family
ID=14908836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9125385A Pending JPH10312814A (ja) | 1997-05-15 | 1997-05-15 | 有機電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10312814A (ja) |
-
1997
- 1997-05-15 JP JP9125385A patent/JPH10312814A/ja active Pending
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