JPS5856467B2 - 電池の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軽金属を負極活物質とする有機電解質電池に
関する。

さらに詳しくは、有機電解質に可溶であるが、電池反応
には直接関与しないポリマー、ポリメタクリル酸メチル
でゲル化した電解質を用いた電池の製造法を改良するも
のである。

現在、電子機服用の電源として市販されている電池は、
銀電池や水銀電池が主流であるが、これらは苛性カリや
苛性ソーダの水溶液を電解液として用いているために、
本質的にクリープ性を有している。

加えて、電極電位との相互作用により、常温でも長期間
保存していると漏液が起こり、使用機詣に重大な損害を
与える危険性を潜在的に有する。

一方、有機電解質電池は、電解質が非水系であり、かつ
粘度の大きい溶媒を用いており、これまでの実験結果か
らは、アルカリ性電解液を用いた電池に比して漏液は極
めてしにくいが、高温保存時には封目方法の不備などで
漏液を起こすこともあり、皆無ではない。

漏液は使用機語に重大な影響を及ぼすため、電池の性能
以上に重要視される。

そこで、漏液を無くすには、電解液を固定化することが
最も有効である。

一般に電解液を固定化するとイオン電導度は小さくなり
、電池出力も小さくなる傾向にあるため、イオン電導度
の低下を極力低く抑えて、いかに固定化するかが重要で
ある。

電解液の固定化方法として、本発明者らは、ポリメタク
リル酸メチルを用いてゲルを生成させる方法を提案した
。

このゲルは次のようにして得られる。

まず炭酸プロピレンまたはｒ−ブチロラクトンのホウフ
ッ化リチウムもしくは過塩素酸リチウムの所定濃度電解
液などポリメタクリル酸メチルを溶解する電解液にポリ
メタクリル酸メチルを２０〜４０重量％添加し、７０〜
１００℃に加熱するとゾル化する。

これを冷却するとゼリー状のゲルが形成される。

このゲルは６０℃で保存しても、離液現象は全くみられ
ないので、このゲル電解質を用いた電池は漏液を起こさ
ないわけである。

そして、ポリメタクリル酸メチルのゲルは電気化学的に
も安定であり、イオン電導度も約１０−３Ω−１・ｃｍ
、１でヨウ化リチウムなどの固体電解質に比して約２桁
大きく、電池性能的にも十分なものである。

しかし、分子構造に起因する凝集エネルギーによりやや
粘着性、接着性を有するため、例えば寒天のように薄片
に切り出し、正、負極間に載置するのはやや困難である
。

そこで、ポリプロピレン不織布に塗布して正、負極間に
載置するなどの方法も考えられるが、電池の組み立て工
程が煩雑である。

本発明は、以上の点に鑑み、組み立てが容易で、性能の
すぐれた電池の製造法を提供するものである。

すなわち、ゲル電解質を構成するポリメタクリル酸メチ
ルを混合分散した電解液を電池容翫内に注入し、封口し
た後、加熱処理することによりゲル化し、電解質を固定
化するものである。

本発明の方法によれば、電池の組み立て工程において、
ゾルあるいはゲルの粘着性物質を取り扱うことがないの
で、従来の液状電解質を用いる場合とほぼ同様の製造法
で無漏液性の電池を得ることができる。

以下、本発明をその実施例により説明する。

実施例 １ 第１図において、１はステンレス鋼製のケース、２は同
材質の封目板、３は封目板の内面に溶着したグリッドで
あり、このグリッドの表面に負極のリチウムシート４を
圧着している。

５はゲルを含む正極であり、フッ化炭素１００重量部、
アセチレンブラック１０重量部、フッ素樹脂結着剤２０
重量部および分子量７０万〜７５万のポリメタクリル酸
メチルの微小球（径０．０５〜０．１５ ｍｍ）の２２
．５重量部を混合したもの０．３１ｇをディスク状に成
型しである。

６はケース１の内面に溶着したチタン製グリッドである
。

７はポリプロピレンの織布からなる保液材、８はポリプ
ロピレンの不織布からなるセパレータである。

この電池の製造法は次のとおりである。

まず、封目板をさかさにしてグリッド３にリチウムを圧
着し、その上に保液材７を載置する。

次に１モル／ｌのホウフッ化リチウムを溶解した炭酸プ
ロピレン溶液３０ｃｃに前記ポリメタクリル酸メチルの
微小球４５９を分散させ、この０．３ ｃｃを保液材上
に注液すると、ポリマーの微小球は保液材上に残る。

このＬにセパレータ８と正極成型体５およびケース１を
かぶせ、封口を行なう。

９は封目板と一体にモールドしたポリプロピレン製ガス
ケットである。

上記正極は電解液を約０．１５ｃｃ吸収する。この電池
を７０℃にて一夜加熱処理すると、電池内部ではポリメ
タクリル酸メチルの溶解、ゲル化が起こり、ポリマー濃
度で約３０重量％のほぼ均一なゲルが形成される。

実施例 ２ 正極として、ポリメタクリル酸メチルを混合しない他は
実施例１と同一成分、組成よりなる正極合剤の０．２６
９をディスク状に成型したものを用いる。

そして、１モル／ｌのホウフッ化リチウムを溶解した炭
酸プロピレン溶液１５ｃｃに上記ポリメタクリル酸メチ
ルの微小球４５９を分散させたもの０．３０ｃｃを実施
例１と同様な操作で注液し、封口して、電池を構成し、
７０℃にて一夜加熱処理をした。

電池内部には実施例１と同様にゲルが形成された。

比較例 従来の製法による電池で、１モル／ｌのホウフッ化リチ
ウムを溶解した炭酸プロピレン溶液とポリメタクリル酸
メチルの混合物を加熱した熱ゾルを正極に減圧含浸させ
る。

また同様の熱ゾルを保液材に塗布し、冷却してゲルを形
成させる。

その他の構成は実施例１と同様である。

実施例１，２および比較例の電池Ａ、Ｂ−およびＣの２
０℃における電気特性を次表に示し、２０℃における５
にΩの放電特性を第２図に示す。

以」二の結果から明らかなように、本発明による電池は
、従来の製造法による電池に比べて性能の面でもすぐれ
ている。

これは、ゲル電解質の正、負極との密着性、ゲルの電池
内部での均一性などの点ですぐれていることによるもの
と考えられる。

また、本発明によれば、従来の液体有機電解質を用いる
電池とほぼ同一の工程でよいので、従来のゲル電解質を
用いる場合に比べて製造工程を合理化できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例におけるフッ化炭素−ノチウム
電池の縦断面図、第２図は各種製造法による電池の放電
特性を示す。 ４・・・・・・負極、 ５・・・・・・正極、 ７・・・・・・含液材、 ８・・・ ・・・セパレータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 軽金属を活物質とする負極と、ポリメタクリル酸メ
   チルでゲル化した有機電解質と、正極とからなる電池の
   製造法であって、前記ゲル化した電解質を得る工程が、
   ポリメタクリル酸メチルを混合分散した有機電解液を電
   池容器内に注入し、封口した後、加熱処理してゲル化す
   ることからなることを特徴とする電池の製造法。