JPS5848360A - 電池 - Google Patents
電池Info
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- JPS5848360A JPS5848360A JP56147598A JP14759881A JPS5848360A JP S5848360 A JPS5848360 A JP S5848360A JP 56147598 A JP56147598 A JP 56147598A JP 14759881 A JP14759881 A JP 14759881A JP S5848360 A JPS5848360 A JP S5848360A
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- JP
- Japan
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- battery
- binder
- positive electrode
- active material
- electrode
- 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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、酸化銅、二酸化マンガン、酸化ビスマス、酸
化鉛、酸化ニッケルあるいはそれらからなる複合酸化物
などの金属酸化物、塩化ニッケル。
化鉛、酸化ニッケルあるいはそれらからなる複合酸化物
などの金属酸化物、塩化ニッケル。
塩化銅、塩化鉛、フッ化ニッケル、フッ化銅、フ７化鉛
、フッ化カドミウムなどの金稿ハロゲン化物、硫化鉄、
硫化ニッケルなどの金属硫化物、もしくはフッ化炭素（
（ＣＦ）ｎ、（０２Ｆ）ｎ）を正極活物質とし、リチウ
ム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、マグネ
シウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、アルミ−
ニウムなどの軽金属、もしくはそれらを主体とする合金
を負極活物質とシ、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクト
ン、１゜２−ジメトキシエタン、１・３−ジオキソラン
。
、フッ化カドミウムなどの金稿ハロゲン化物、硫化鉄、
硫化ニッケルなどの金属硫化物、もしくはフッ化炭素（
（ＣＦ）ｎ、（０２Ｆ）ｎ）を正極活物質とし、リチウ
ム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、マグネ
シウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属、アルミ−
ニウムなどの軽金属、もしくはそれらを主体とする合金
を負極活物質とシ、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクト
ン、１゜２−ジメトキシエタン、１・３−ジオキソラン
。
テトラヒドロフランなどの有機溶媒ある−・はそれらの
混合溶媒中に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウム、
塩化アルミニウムなどの溶質を溶解した肩機電解質を用
いる有機電解質電池の改良に関する。
混合溶媒中に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リチウム、
塩化アルミニウムなどの溶質を溶解した肩機電解質を用
いる有機電解質電池の改良に関する。
一般に電池構成上、電極成形のための結着剤は一つの大
きな要素となっている。結着剤は通常有機系樹脂が多く
、水と反応し難く、又溶解しにくいものが多く、従って
水溶液を使用する電池の場合、結着剤選択の自由度は非
常に大きい。これに対し、有機電解質を使用する電池の
場合、耐有機溶媒性の結着剤を使用しなければならず、
結着剤選択の自由度が極めて小さいという欠点を有して
いる。
きな要素となっている。結着剤は通常有機系樹脂が多く
、水と反応し難く、又溶解しにくいものが多く、従って
水溶液を使用する電池の場合、結着剤選択の自由度は非
常に大きい。これに対し、有機電解質を使用する電池の
場合、耐有機溶媒性の結着剤を使用しなければならず、
結着剤選択の自由度が極めて小さいという欠点を有して
いる。
有機電解質電池においては、これまで有機溶媒に安定で
あることから、主としてポリ四フッ化エチレン、四フッ
化エチレンと六フッ化プロピレン３７□ との共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂
あるいはポリエチレンなどが使用されてきたＯ しかし上記２ノ素樹脂を結着剤とした場合、それ自体撥
水性、撥油性が太きいため、電極と電解液とのなじみが
悪く、又量的にも、例えば比重が２．０〜３．０と非常
に小さいフッ化炭素を活物質とした場合、ポリ四フッ化
エチレンを結着剤に用いると重量比で全体の１６〜２０
％必要であり、電池の活物質の充填量が小さくなると共
に電池特性も著しく低下する結果となる。
あることから、主としてポリ四フッ化エチレン、四フッ
化エチレンと六フッ化プロピレン３７□ との共重合体、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂
あるいはポリエチレンなどが使用されてきたＯ しかし上記２ノ素樹脂を結着剤とした場合、それ自体撥
水性、撥油性が太きいため、電極と電解液とのなじみが
悪く、又量的にも、例えば比重が２．０〜３．０と非常
に小さいフッ化炭素を活物質とした場合、ポリ四フッ化
エチレンを結着剤に用いると重量比で全体の１６〜２０
％必要であり、電池の活物質の充填量が小さくなると共
に電池特性も著しく低下する結果となる。
又比重が５．０と比較的大きい二酸化マンガンを活物質
として用いた場合も、ポリ四フッ化エチレン結着剤は重
量比で全体の１０〜１６％必要であり、電池の活物質の
充填量が低くなると共に電極と電解液のなじみも悪り、
電池特性も低下する。
として用いた場合も、ポリ四フッ化エチレン結着剤は重
量比で全体の１０〜１６％必要であり、電池の活物質の
充填量が低くなると共に電極と電解液のなじみも悪り、
電池特性も低下する。
一方ポリエテレンを結着剤として用いた場合、フッ素樹
脂結着剤と異り撥水性、撥油性は小さく電極と電解液と
のなじみという点ではすぐれているが、結着剤量として
はフッ素樹脂結着剤と同等の強度をもたすためにはより
多く必要であり、フッ化炭素活物質を用いた場合、重量
比で全体の刀〜２６％、二酸化マンガン活物質を用いた
場合、重量比で全体の１６〜２０％必要となり、電池と
しての活物質の充填量が減少するだけでなく、反応性も
低下する。
脂結着剤と異り撥水性、撥油性は小さく電極と電解液と
のなじみという点ではすぐれているが、結着剤量として
はフッ素樹脂結着剤と同等の強度をもたすためにはより
多く必要であり、フッ化炭素活物質を用いた場合、重量
比で全体の刀〜２６％、二酸化マンガン活物質を用いた
場合、重量比で全体の１６〜２０％必要となり、電池と
しての活物質の充填量が減少するだけでなく、反応性も
低下する。
この欠点を補う方法として、ポリ四フッ化エチレンを結
着剤とじ−、フッ化炭素活物質の場合約１０重量係、二
酸化マンガン活物質の場合約８重量％混入腰必要な大き
さに成型して熱処理をおこなえば、比較的結着剤がすく
なくても十分な強度をもった電極が得られる。
着剤とじ−、フッ化炭素活物質の場合約１０重量係、二
酸化マンガン活物質の場合約８重量％混入腰必要な大き
さに成型して熱処理をおこなえば、比較的結着剤がすく
なくても十分な強度をもった電極が得られる。
但しこの場合、熱処理することにより、フッ素樹脂が活
物質の表面を覆ってしまうため、電極の反応性が極端に
低下し、電池としての特性が発揮できないようになる。
物質の表面を覆ってしまうため、電極の反応性が極端に
低下し、電池としての特性が発揮できないようになる。
これに対し、特開昭５３−７４２４２号グ報ではスチレ
ン・フリー）ｊ：、ンゴム（ＳＢＲ＞ｔ＄＊ｍ活性剤で
水に分散させたものを結着剤として使用することにより
、すぐれた特性を有する電極が得られる５、− ということが述べられている０ 前記公開公報によれば、７）化炭素を活物質とした場合
、結着剤量としては重量場で８％混入することにより、
十分な強度が得られ、し力）も適当な大きさのＳＢＲ粒
子が活物質粒子間に介在し、活物質の表面を覆うことが
ないので電池特性を低下させないとある。確かにステレ
ーアブタジェンゴム結着剤は従来のフッ素樹脂系結着剤
あるいはポリエチレン結着剤とくらべ飛躍的にすぐれた
結着剤といえる。
ン・フリー）ｊ：、ンゴム（ＳＢＲ＞ｔ＄＊ｍ活性剤で
水に分散させたものを結着剤として使用することにより
、すぐれた特性を有する電極が得られる５、− ということが述べられている０ 前記公開公報によれば、７）化炭素を活物質とした場合
、結着剤量としては重量場で８％混入することにより、
十分な強度が得られ、し力）も適当な大きさのＳＢＲ粒
子が活物質粒子間に介在し、活物質の表面を覆うことが
ないので電池特性を低下させないとある。確かにステレ
ーアブタジェンゴム結着剤は従来のフッ素樹脂系結着剤
あるいはポリエチレン結着剤とくらべ飛躍的にすぐれた
結着剤といえる。
このステレ／・ブタジエンコ゛ム結着剤を比重の大きい
活物質に用いた場合ミ例えば比重が５．０の二酸化マン
ガン、比、重が６．３の酸化銅を活物質とした場合、そ
の必要量は重量比で約６係とポリ四フッ化エチレン結着
剤の１０〜１５％とくらべ非常にすくなく、活物質充填
量も大きい反面、スチレン・ブタジェンゴムの硬度が大
なため、これら比重が大きく、硬度の大な活物質の場合
、電極自体の硬度も大となり、電解液の吸液性が悪く特
性も低下する。
活物質に用いた場合ミ例えば比重が５．０の二酸化マン
ガン、比、重が６．３の酸化銅を活物質とした場合、そ
の必要量は重量比で約６係とポリ四フッ化エチレン結着
剤の１０〜１５％とくらべ非常にすくなく、活物質充填
量も大きい反面、スチレン・ブタジェンゴムの硬度が大
なため、これら比重が大きく、硬度の大な活物質の場合
、電極自体の硬度も大となり、電解液の吸液性が悪く特
性も低下する。
この硬度が大きいということはこれを結着剤として用い
た場合、電極硬度が大きくなり弾性に乏しいという結果
となる０ 従っていわゆる平板状の電極に使用する場合には、活物
質によっては十分特性を発揮するが、可撓性を必要とす
る渦巻き伏電極などにおいては活物質の脱落、電極の亀
裂がおこり、電池の特性カー低下する。これは例えばフ
ッ化炭素のように比較的比重の小さい活物質に使用する
場合、ＳＢＲ中のブタジェン量を増したものを使用する
ことにより、渦巻き伏の電極の形成も可能であるが、二
酸化マンガン、酸化銅のような比重の大きいものを活物
質に使用する場合、ダタジエン歓を増しても、電極とし
て亀裂あるいは脱落がおこり、十分なものが得られない
０ このスチレン−フリジエンゴムの硬度が大でもろいとい
う性質は、その原料であるステにン、即ちポリスチレン
自体の性質によるものであると考えられる。
た場合、電極硬度が大きくなり弾性に乏しいという結果
となる０ 従っていわゆる平板状の電極に使用する場合には、活物
質によっては十分特性を発揮するが、可撓性を必要とす
る渦巻き伏電極などにおいては活物質の脱落、電極の亀
裂がおこり、電池の特性カー低下する。これは例えばフ
ッ化炭素のように比較的比重の小さい活物質に使用する
場合、ＳＢＲ中のブタジェン量を増したものを使用する
ことにより、渦巻き伏の電極の形成も可能であるが、二
酸化マンガン、酸化銅のような比重の大きいものを活物
質に使用する場合、ダタジエン歓を増しても、電極とし
て亀裂あるいは脱落がおこり、十分なものが得られない
０ このスチレン−フリジエンゴムの硬度が大でもろいとい
う性質は、その原料であるステにン、即ちポリスチレン
自体の性質によるものであると考えられる。
ポリスチレンの基本的性質として、常温ではガラ７ 、
、− ゛ス伏態であり、圧縮試験に対しては大きい変形量を示
し、粘り強い特性を示すのに対し、引張り試験に対して
は硬くてもろい特性を示す。
、− ゛ス伏態であり、圧縮試験に対しては大きい変形量を示
し、粘り強い特性を示すのに対し、引張り試験に対して
は硬くてもろい特性を示す。
従ってこの性質がスチレン・ブタジェンゴムを結着剤に
用いた場合、渦巻き伏電極のような引っ張り強度を要求
されるような用途に対して十分に適性を示し得ないとい
う結果になったものと考えられる。
用いた場合、渦巻き伏電極のような引っ張り強度を要求
されるような用途に対して十分に適性を示し得ないとい
う結果になったものと考えられる。
本発明者らはこの点に注目し、ポリアクリロニトリルは
靭性が高く、伸張性及び高弾性を示すとともにポリアク
リロニトリル自体、有機電解質電池の電解液として使用
するγ−ブチＶラクトン。
靭性が高く、伸張性及び高弾性を示すとともにポリアク
リロニトリル自体、有機電解質電池の電解液として使用
するγ−ブチＶラクトン。
ジメチルスルフオキシドなどに溶解することが知られて
おり、有機電解質電池系には使用できないが、アクリロ
ニトリルとブタジェンとの共重合体であるニトリル・ブ
タジェンゴム（ＮＢＲ）はとｔらの有機溶媒に不溶であ
り、有機電解質電池に使用できることを見い出した。ニ
トリル・ブタジェンゴムの特徴としては、スチレン・ブ
タジェンゴムとくらべ、接着力、耐溶剤性、皮膜の柔軟
性とは、結着剤として使用する量がスチレン・ブタジェ
ンゴムよりもすくなくしてすみ、活物質の充＊身が大に
なるとともに、量がすくないということから必然的に電
池特性は向上する。又柔軟性にすぐれることから、酸化
銅、二酸化マンガンなどの比岐的比重の大きい活物質に
対しても渦巻き伏電極の形成が可能である。
おり、有機電解質電池系には使用できないが、アクリロ
ニトリルとブタジェンとの共重合体であるニトリル・ブ
タジェンゴム（ＮＢＲ）はとｔらの有機溶媒に不溶であ
り、有機電解質電池に使用できることを見い出した。ニ
トリル・ブタジェンゴムの特徴としては、スチレン・ブ
タジェンゴムとくらべ、接着力、耐溶剤性、皮膜の柔軟
性とは、結着剤として使用する量がスチレン・ブタジェ
ンゴムよりもすくなくしてすみ、活物質の充＊身が大に
なるとともに、量がすくないということから必然的に電
池特性は向上する。又柔軟性にすぐれることから、酸化
銅、二酸化マンガンなどの比岐的比重の大きい活物質に
対しても渦巻き伏電極の形成が可能である。
ニトリル・ブタジェンゴムの正極合剤への混入方法は、
均一に混入するため、特開昭５３−７４２４２号公報に
おいてスチレン・ブタジェンゴムで示された如く、適当
な大きさの粒子のニトリル・ブタジェンゴムを界面活性
剤を用いて水に分散させた形で用いるのが最もすぐれて
おり、平板状の成型電極を優る場合は、ニトリル・ブタ
ジェンゴムの水性ディスパージョンを混入し、完全に水
分を揮発させたのち成型すればよく、可、撓性を有する
渦巻き伏電極を得る場合は、適当な水分の存在下で圧延
した後乾燥すれば良い。さらに充填舒度全増すためには
乾燥後更に圧延すれば良い。
均一に混入するため、特開昭５３−７４２４２号公報に
おいてスチレン・ブタジェンゴムで示された如く、適当
な大きさの粒子のニトリル・ブタジェンゴムを界面活性
剤を用いて水に分散させた形で用いるのが最もすぐれて
おり、平板状の成型電極を優る場合は、ニトリル・ブタ
ジェンゴムの水性ディスパージョンを混入し、完全に水
分を揮発させたのち成型すればよく、可、撓性を有する
渦巻き伏電極を得る場合は、適当な水分の存在下で圧延
した後乾燥すれば良い。さらに充填舒度全増すためには
乾燥後更に圧延すれば良い。
９ぺ一
二トリル・ブタジェンゴムはアクリロニトリルとブタジ
ェンとの配合比が種々異るものが製造されているが、一
般的にアクリロニトリルの量が増加するに従って強度は
増加する。従ってこれを結着剤として用いた場合、電極
自体の強度もアクリロニトリル量に比例して大となる。
ェンとの配合比が種々異るものが製造されているが、一
般的にアクリロニトリルの量が増加するに従って強度は
増加する。従ってこれを結着剤として用いた場合、電極
自体の強度もアクリロニトリル量に比例して大となる。
成型電極を用いる場合、電極強度が大なる方が取り扱い
易さにおいてすぐれるが、その場合電解液の吸収性に劣
り、活物質の利用率が低下する。逆に可撓性を有する渦
巻き伏の電極を得ようとすれば、強度よりも引っ張り強
さ、沖びが要求され、アクリロニトリルの配合量が少い
ものの方が望ましい。しかし、アクリロニトリルの配合
量がすくなすぎると電解液の吸収が良く、電極の膨潤が
おこり、電池の製造上望ましくない。従っ、てこれらの
条件を満足するものとしては、アクリロニトリルの配合
針が、モル比で２０〜４６％の範囲にあることが望まし
い０ 以下実施例にもとづいて説明する。
易さにおいてすぐれるが、その場合電解液の吸収性に劣
り、活物質の利用率が低下する。逆に可撓性を有する渦
巻き伏の電極を得ようとすれば、強度よりも引っ張り強
さ、沖びが要求され、アクリロニトリルの配合量が少い
ものの方が望ましい。しかし、アクリロニトリルの配合
量がすくなすぎると電解液の吸収が良く、電極の膨潤が
おこり、電池の製造上望ましくない。従っ、てこれらの
条件を満足するものとしては、アクリロニトリルの配合
針が、モル比で２０〜４６％の範囲にあることが望まし
い０ 以下実施例にもとづいて説明する。
フッ化炭素粉末と、導電剤としてのアセチレン１０、−
ブラックと、結着剤としてアクリロニトリルの配合量が
モル比で３０％のニトリル・ブタジェンゴムの水性ディ
スパージョン（樹脂分６０チ）とを重量比で１００：１
２：１５の割合で混合し、乾 。
モル比で３０％のニトリル・ブタジェンゴムの水性ディ
スパージョン（樹脂分６０チ）とを重量比で１００：１
２：１５の割合で混合し、乾 。
燥して水分を揮発させた後、その１ｑを大きさ２０Ｘ２
０ｍ１１のチタンネットの集電体に加圧成形し、正極を
得る。
０ｍ１１のチタンネットの集電体に加圧成形し、正極を
得る。
負極は大きさ２０ Ｘ ２０ ａｒｍのニッケルネット
の集電体にリチウム０．１９を圧着して構成する。この
負極２枚をポリプロピレン不繊布からなる七パレータで
包んだ前記正極の両側に重ねあわせて電解液とともにポ
リプロピレン製容器に封入し試験用電池とする。電解液
としては炭酸プロピレンと１・２−ジメトキシエタンと
を体積比で１：１に混合したものにホウフッ化リチウム
を１モル／ｌで溶かしたものを使用した。上記電池をＡ
とし、フッ化炭素とア七テレンプラックと結着剤、とし
てスチレン含有量が３０％のスチレン・ブタジェンゴム
（樹脂分５０％）の水性ディスパージョンを重量比で１
００：１２：２０の割合で混合し、乾ネットの東軍体に
加圧成型した正極を用いた電池をＢとする。
の集電体にリチウム０．１９を圧着して構成する。この
負極２枚をポリプロピレン不繊布からなる七パレータで
包んだ前記正極の両側に重ねあわせて電解液とともにポ
リプロピレン製容器に封入し試験用電池とする。電解液
としては炭酸プロピレンと１・２−ジメトキシエタンと
を体積比で１：１に混合したものにホウフッ化リチウム
を１モル／ｌで溶かしたものを使用した。上記電池をＡ
とし、フッ化炭素とア七テレンプラックと結着剤、とし
てスチレン含有量が３０％のスチレン・ブタジェンゴム
（樹脂分５０％）の水性ディスパージョンを重量比で１
００：１２：２０の割合で混合し、乾ネットの東軍体に
加圧成型した正極を用いた電池をＢとする。
次にフッ化炭素とアセチレンブラ・ツクと結着剤として
ポリ四ンノ化エチレンの水性ナイスバージョン（柄脂分
６０％）を重量比で１００：１２：４ｏの割合で混合し
、乾燥して水分を揮発させた後その１ｑをとりチタンネ
ットの集電体に圧成型した正極を用いた電池をＣとする
。
ポリ四ンノ化エチレンの水性ナイスバージョン（柄脂分
６０％）を重量比で１００：１２：４ｏの割合で混合し
、乾燥して水分を揮発させた後その１ｑをとりチタンネ
ットの集電体に圧成型した正極を用いた電池をＣとする
。
前記ハ、Ｂ、Ｃ各電池の正極の理論充填容量は、Ａが７
２０ｍＡＨ，Ｂが７００ｍＡＨ，Ｃが６５０ｍＡＨであ
る。
２０ｍＡＨ，Ｂが７００ｍＡＨ，Ｃが６５０ｍＡＨであ
る。
上記の電池を２０℃で１６ｍＡの鬼電流で放電した時の
特性を第１図に示す。
特性を第１図に示す。
第１図から明らかなように、放電電圧、放電持続時間い
ずれもＡが最も良く、以下Ｓ、 Ｃと続く。
ずれもＡが最も良く、以下Ｓ、 Ｃと続く。
即ち結着剤量が少ない程放市特性がすぐれ、又結着剤量
が少いだけ活物質の充填量の多いことによるものである
。
が少いだけ活物質の充填量の多いことによるものである
。
次により比重の大きい活物質を用いたときの効た０
各々上記と同様の結着剤を用い、まず、二酸化マンガン
粉末と、導電剤であるアセチレンブラックと、結着剤で
あるニトリル・ブタジェンゴムの水性ディスパージョン
とを重量比で１００ニア：８の割合で混合し乾燥して水
分を揮負させたのち、その２ｑを大きさ２０Ｘ２０ｍ＋
ｎのチタンネット集電体に加圧成型して正極を得る。以
下上記Ａの電池と同様の方法で電池Ａ′を得る。但し電
解液としては炭酸プロピレンと１・２−ジメトキシエタ
ンとを体積比で１：１に混合したものに過塩素酸リチウ
ムを１モル／ｌで溶かしたものを用いた。二酸化マンカ
ン粉末とアセチレンブラックとスチレン会ブタジェンゴ
ムの水性ディスハーショントヲ重量比で１００ニア：１
０の割合で混合し、水分を揮発させた後その２ｑをとり
、チタンネット集電体に加圧成型して得た正極を用いて
電池Ａ′と同様の方法で得た電池をＢ′とする。
粉末と、導電剤であるアセチレンブラックと、結着剤で
あるニトリル・ブタジェンゴムの水性ディスパージョン
とを重量比で１００ニア：８の割合で混合し乾燥して水
分を揮負させたのち、その２ｑを大きさ２０Ｘ２０ｍ＋
ｎのチタンネット集電体に加圧成型して正極を得る。以
下上記Ａの電池と同様の方法で電池Ａ′を得る。但し電
解液としては炭酸プロピレンと１・２−ジメトキシエタ
ンとを体積比で１：１に混合したものに過塩素酸リチウ
ムを１モル／ｌで溶かしたものを用いた。二酸化マンカ
ン粉末とアセチレンブラックとスチレン会ブタジェンゴ
ムの水性ディスハーショントヲ重量比で１００ニア：１
０の割合で混合し、水分を揮発させた後その２ｑをとり
、チタンネット集電体に加圧成型して得た正極を用いて
電池Ａ′と同様の方法で得た電池をＢ′とする。
又二酸化マンガン粉末とアセチレンブラックと１３、−
： ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョンとを重量
比で１００ニア：２４の割合で混合し、水分を揮発さぜ
た後その２ｑをとりチタンネット集電体に加圧成型して
得た正極を用いて電池Ａ／、 Ｂ／と同様の方法で得た
電池をＣ′とする。
： ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョンとを重量
比で１００ニア：２４の割合で混合し、水分を揮発さぜ
た後その２ｑをとりチタンネット集電体に加圧成型して
得た正極を用いて電池Ａ／、 Ｂ／と同様の方法で得た
電池をＣ′とする。
Ａ’、 ＢＬ、 Ｃ／各電池の正極の理論充填容量は
Ａ′が５６０ ｍＡＨ，Ｂ’が５４０ ｔｎＡＨ，Ｃ’
が５１０ｍＡＨである。
Ａ′が５６０ ｍＡＨ，Ｂ’が５４０ ｔｎＡＨ，Ｃ’
が５１０ｍＡＨである。
上記の電池を２０Ｕ、１６ｍＡの定電流で放電したとき
の特性を第２図に示す。
の特性を第２図に示す。
第２図から明らかなように、電池Ａ′は、放電電圧、放
電持続時間ともすぐれた特性を示すが、電池Ｂ′は正極
の結着剤として使用しているスチレン・フタジエンゴム
が弾性に欠け、硬度が大であり、活物質の二酸化マンガ
ンの比重が大きく、シかも硬度が大なことも含め、電極
としての硬度が大となり、電解液の吸液性に劣り、放電
電圧、放電持続時間に劣る。電池Ｃ′は結着剤のポリ四
フッ化エチレンは柔軟性にすぐれ、吸液性をもつが、フ
ッ素側脂が活物質表面を扱うため、放電電圧が低い４ という結果となる。
電持続時間ともすぐれた特性を示すが、電池Ｂ′は正極
の結着剤として使用しているスチレン・フタジエンゴム
が弾性に欠け、硬度が大であり、活物質の二酸化マンガ
ンの比重が大きく、シかも硬度が大なことも含め、電極
としての硬度が大となり、電解液の吸液性に劣り、放電
電圧、放電持続時間に劣る。電池Ｃ′は結着剤のポリ四
フッ化エチレンは柔軟性にすぐれ、吸液性をもつが、フ
ッ素側脂が活物質表面を扱うため、放電電圧が低い４ という結果となる。
次に可撓性を必要とする渦巻き伏の電極における結着剤
の効果の検討をおこなった。
の効果の検討をおこなった。
即ち、幅３５ｍの帯状のチタン集重体を２本のローラの
間に位置させ、ローラを適当な速度で回転させながら、
正極合剤を集電体の両面に圧入したものを正極とした。
間に位置させ、ローラを適当な速度で回転させながら、
正極合剤を集電体の両面に圧入したものを正極とした。
正極は十分に乾燥した後幅３５＋ｍｎ、長さ２５０ｍに
切断した。その時の厚みは０．６ｍｍであった。
切断した。その時の厚みは０．６ｍｍであった。
その正極をポリプロピレンのセパレータでつつみ、幅３
５閣、長さ２８０ｍｍ、厚み０．４ｗｍのリチウム板に
ニッケルネットの集電体を圧着した負極と重ね合わせて
渦巻き伏に巻き、鉄にニッケルメッキした直径２６ＩＩ
ＩＩ１１の有底筒状の容器に収納し、負極端子を容器に
溶接するとともに、ポリプロピレン製ガスケツＩｆ有す
るチタン封目板に正極端子を溶接し、電解液を注入した
のちカシメ封口して、全体の高さｆ ５０ ｍｍとした
。いわゆる単２形電池を得る。
５閣、長さ２８０ｍｍ、厚み０．４ｗｍのリチウム板に
ニッケルネットの集電体を圧着した負極と重ね合わせて
渦巻き伏に巻き、鉄にニッケルメッキした直径２６ＩＩ
ＩＩ１１の有底筒状の容器に収納し、負極端子を容器に
溶接するとともに、ポリプロピレン製ガスケツＩｆ有す
るチタン封目板に正極端子を溶接し、電解液を注入した
のちカシメ封口して、全体の高さｆ ５０ ｍｍとした
。いわゆる単２形電池を得る。
以上の構成で電解液を炭酸プロピレンと１・２−ジメト
キシエタンとを体積比で１：１に混合したものにホウフ
ッ化リチウムを１モル／ｌの割合で溶解したものを用い
た。上記の正極合剤としてフッ化炭素活物質と、導電剤
であるアセチレンブラックと、上記ニトリル・ブタジェ
ンゴムの水性ディスパージョンと増粘剤としてカルボキ
シメチルセルロースを重量比で１００：１２：３０：２
の割合で混合したものを用いて正極とした電池をり、フ
ッ化炭素とアセチレンブラックと上記スチレンブタジェ
ンゴムの水性ディスパージョンとカルボキシメチルセル
ロースを重量比で１ｏＯ：１２：４０：２の割合で混合
したものを正極合剤とし、それから正極を得た電池をＥ
１フッ化炭素とアセチレンブラックと上記ポリ四フッ化
エチレンの水性ディスパーショア’１１００：１２：４
０の割合で混合したものを正極合剤どし、それから正極
を得た電池をＦとする。
キシエタンとを体積比で１：１に混合したものにホウフ
ッ化リチウムを１モル／ｌの割合で溶解したものを用い
た。上記の正極合剤としてフッ化炭素活物質と、導電剤
であるアセチレンブラックと、上記ニトリル・ブタジェ
ンゴムの水性ディスパージョンと増粘剤としてカルボキ
シメチルセルロースを重量比で１００：１２：３０：２
の割合で混合したものを用いて正極とした電池をり、フ
ッ化炭素とアセチレンブラックと上記スチレンブタジェ
ンゴムの水性ディスパージョンとカルボキシメチルセル
ロースを重量比で１ｏＯ：１２：４０：２の割合で混合
したものを正極合剤とし、それから正極を得た電池をＥ
１フッ化炭素とアセチレンブラックと上記ポリ四フッ化
エチレンの水性ディスパーショア’１１００：１２：４
０の割合で混合したものを正極合剤どし、それから正極
を得た電池をＦとする。
いずれの結着剤を用いた場合も、可撓性を有する正極を
得るためには、成型電極の正極を得る場合よりも多量の
結着剤を心安とする。但し、ポリ四フッ化エチレンの水
性ディスパージョンの場合はそれ自体、弾性、伸び率に
すぐれているため、成型電極の場合とくらべ結着剤量の
増加は少なかった。これに対しスチレン・ブタジェンゴ
ムの水性ディスパージョンを用いた場合は結着痢自体、
硬度が大で、弾性に劣るため、成型電極とくらべて結着
剤量の増加は大きかった。
得るためには、成型電極の正極を得る場合よりも多量の
結着剤を心安とする。但し、ポリ四フッ化エチレンの水
性ディスパージョンの場合はそれ自体、弾性、伸び率に
すぐれているため、成型電極の場合とくらべ結着剤量の
増加は少なかった。これに対しスチレン・ブタジェンゴ
ムの水性ディスパージョンを用いた場合は結着痢自体、
硬度が大で、弾性に劣るため、成型電極とくらべて結着
剤量の増加は大きかった。
上記電池の正極の理論充填容量は電池りが６．０ＡＨ，
電池Ｅがｓ、５Ａ）ｉ、 電池Ｆが６．８ＡＨであった
。これらの電池を２０ｕ、３００ｍＡの定電流で放電し
た際の特性を第３図に示す。
電池Ｅがｓ、５Ａ）ｉ、 電池Ｆが６．８ＡＨであった
。これらの電池を２０ｕ、３００ｍＡの定電流で放電し
た際の特性を第３図に示す。
第３図から明らかなように、結着剤の少ない電池りは、
電池Ｅ、Ｆとくらべ電圧特性にすぐれ又活物質量も多く
、放電特性にすぐれるため、放電持続時間が大である。
電池Ｅ、Ｆとくらべ電圧特性にすぐれ又活物質量も多く
、放電特性にすぐれるため、放電持続時間が大である。
次に活物質をフッ化炭素とくらべ比重の大きい二酸化マ
ンガンを用いた場合の単２形心池ρ放電特性を検討した
。
ンガンを用いた場合の単２形心池ρ放電特性を検討した
。
この場合、電解液を炭酸プロピレンと１・２−ジメトキ
シエタンとを体積比で１：１に混合した解したものを用
い、正極合剤として活物質の二酸化マンカンと、導電剤
であるアセチレンブラック、結着剤である上記ニトリル
・ブタジェンゴムの水ｔ’４−ｒイスバージョンと増粘
剤としてのカルボキシメチルセルロースを重量比で１０
０ニア：２０：２のものから得た正極を用いた電池をＤ
′、二酸化マンガンとアセチレンブラックと上記スチレ
ン・フリジエンゴムの水性ディスパージョンとカルボキ
シメチルセルロースを重量比で１００＝７＝３ｏ：２の
割合で混合したものを正極合剤とし、それから得た正極
を用いた電池をＥ′、二酸化マンガンとアセチレンブラ
ックと上記ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョ
ンをＭ量比で１００： ７ ： ３０の割合で混合した
ものを再極合剤とし、それから得た正極を用いた電池を
Ｆ′とする。
シエタンとを体積比で１：１に混合した解したものを用
い、正極合剤として活物質の二酸化マンカンと、導電剤
であるアセチレンブラック、結着剤である上記ニトリル
・ブタジェンゴムの水ｔ’４−ｒイスバージョンと増粘
剤としてのカルボキシメチルセルロースを重量比で１０
０ニア：２０：２のものから得た正極を用いた電池をＤ
′、二酸化マンガンとアセチレンブラックと上記スチレ
ン・フリジエンゴムの水性ディスパージョンとカルボキ
シメチルセルロースを重量比で１００＝７＝３ｏ：２の
割合で混合したものを正極合剤とし、それから得た正極
を用いた電池をＥ′、二酸化マンガンとアセチレンブラ
ックと上記ポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョ
ンをＭ量比で１００： ７ ： ３０の割合で混合した
ものを再極合剤とし、それから得た正極を用いた電池を
Ｆ′とする。
結着剤にスチレン・ブタジェンゴムｔ−用いた正極は、
活物質の二酸化マンガンの硬度が大で、かつ結着剤自体
の弾性が小さいため、正極、負極をミ １８、− 剥離を生じた。
活物質の二酸化マンガンの硬度が大で、かつ結着剤自体
の弾性が小さいため、正極、負極をミ １８、− 剥離を生じた。
これらの電池の正極の理論充填容量はＤが６．ＯＡＨ，
Ｅ、Ｆが４．８ＡＨであった。
Ｅ、Ｆが４．８ＡＨであった。
これらの電池を２０１０，１００ｍＡの定電流で放電し
た結果を第４図に示す。
た結果を第４図に示す。
第４図から明らかなように、正極結着剤にポリ四フッ化
エチレンの水性ディスパージョンを用いた電池Ｆ′は一
応の放電特性を示すが、フッ素樹脂が活物質表面を覆う
ため、放電電圧は低い。
エチレンの水性ディスパージョンを用いた電池Ｆ′は一
応の放電特性を示すが、フッ素樹脂が活物質表面を覆う
ため、放電電圧は低い。
又スチレン・ブタジェンゴムは、それ自体硬度が大で、
弾性に劣ることから、二酸化マンガンのような比重が大
きく、硬度の大な、活物質の結着剤に用いた場合、電極
の伸びが悪く、硬度が大とな 。
弾性に劣ることから、二酸化マンガンのような比重が大
きく、硬度の大な、活物質の結着剤に用いた場合、電極
の伸びが悪く、硬度が大とな 。
り可撓性に欠ける。その結果電極を渦巻き伏に巻く場合
、亀裂、剥離を生じ、電池Ｅ′は放電電圧の低下ならび
に放電利用率の低下を招く。
、亀裂、剥離を生じ、電池Ｅ′は放電電圧の低下ならび
に放電利用率の低下を招く。
これに対し、弾性、 ＩＩび率ともにすぐれるニトリ
ル・ブタジェンゴムを結着剤に用いたものは、二酸化マ
ンガンのような比重、硬度とも大きな活ワヤ質に対して
も良い可撓性を示し、良好な放電特１９、−−− 性を示す。
ル・ブタジェンゴムを結着剤に用いたものは、二酸化マ
ンガンのような比重、硬度とも大きな活ワヤ質に対して
も良い可撓性を示し、良好な放電特１９、−−− 性を示す。
以−ヒの如くニトリル・ブタジェンゴムは有機電解質電
池の正極の結着剤として良好な特性を示す０これは他の
金属酸化物、ノ・ロゲン化物、硫化物などに対しても同
様な効果が認められた。
池の正極の結着剤として良好な特性を示す０これは他の
金属酸化物、ノ・ロゲン化物、硫化物などに対しても同
様な効果が認められた。
又可撓性を必要とする渦巻き伏の電極を製造する場合効
果が大であり、特に二酸化マンガンなど比較的比重が大
きく、硬度の大な活物質に用いるとその効果が大である
と言える。
果が大であり、特に二酸化マンガンなど比較的比重が大
きく、硬度の大な活物質に用いるとその効果が大である
と言える。
第１図は本発明の実施例における電池の１６ｍＡでの定
電流放電特性を示す図、第２図は正極活物質をかえた本
発明の実施例における電池の１６ｍＡでの定電流放電特
性を示す図１．・第３図は渦巻き伏屯極を備えた本発明
電池の放電特性を示す図、第４図は正極活物質をかえた
本発明電池の定抵抗放電特性を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 おＣ先１等盾ｌ副η） 第２図 鉄兜特開（碍閘）
電流放電特性を示す図、第２図は正極活物質をかえた本
発明の実施例における電池の１６ｍＡでの定電流放電特
性を示す図１．・第３図は渦巻き伏屯極を備えた本発明
電池の放電特性を示す図、第４図は正極活物質をかえた
本発明電池の定抵抗放電特性を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 おＣ先１等盾ｌ副η） 第２図 鉄兜特開（碍閘）
Claims (1)
- 金属酸化物、金属ノ・ロゲン化物、金属硫化物及びフッ
化炭素の群から選んだいずれかを活物質とし、アクリロ
ニトリルとブタジェンとの共重合体からなるニトリルゴ
ムを結着剤として含む正極と、軽金属からなる負極と、
有機電解質を有する電池０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56147598A JPS5848360A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56147598A JPS5848360A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5848360A true JPS5848360A (ja) | 1983-03-22 |
Family
ID=15433957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56147598A Pending JPS5848360A (ja) | 1981-09-17 | 1981-09-17 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5848360A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS617568A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-14 | Dainippon Ink & Chem Inc | 高性能電池 |
| JPS62243249A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-23 | Fujikura Rubber Ltd | リチウム電池用正極合剤シートの製造方法 |
| US4710335A (en) * | 1984-06-13 | 1987-12-01 | Central Glass Company, Limited | Method of producing electric cell anode using powdery active material |
| US5557497A (en) * | 1992-07-03 | 1996-09-17 | Econd | Capacitor with a double electric layer |
| KR100467455B1 (ko) * | 2002-07-10 | 2005-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 황 전지용 양극 활물질 조성물 및 이를 사용하여 제조된 리튬 황 전지 |
-
1981
- 1981-09-17 JP JP56147598A patent/JPS5848360A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4710335A (en) * | 1984-06-13 | 1987-12-01 | Central Glass Company, Limited | Method of producing electric cell anode using powdery active material |
| JPS617568A (ja) * | 1984-06-21 | 1986-01-14 | Dainippon Ink & Chem Inc | 高性能電池 |
| JPS62243249A (ja) * | 1986-04-15 | 1987-10-23 | Fujikura Rubber Ltd | リチウム電池用正極合剤シートの製造方法 |
| US5557497A (en) * | 1992-07-03 | 1996-09-17 | Econd | Capacitor with a double electric layer |
| KR100467455B1 (ko) * | 2002-07-10 | 2005-01-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 황 전지용 양극 활물질 조성물 및 이를 사용하여 제조된 리튬 황 전지 |
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