JPS59128773A - 非水溶媒電池 - Google Patents
非水溶媒電池Info
- Publication number
- JPS59128773A JPS59128773A JP58004538A JP453883A JPS59128773A JP S59128773 A JPS59128773 A JP S59128773A JP 58004538 A JP58004538 A JP 58004538A JP 453883 A JP453883 A JP 453883A JP S59128773 A JPS59128773 A JP S59128773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- battery
- negative electrode
- porous carbon
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (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】
〔発明の技術分野〕
本発明は非水溶媒電池に関し、特に正極材料を改良した
非水溶媒電池に係る。
非水溶媒電池に係る。
負極活物質としてリチウム、ナトリウムを用いた非水溶
媒電池はエネルギー密度が大きく、貯蔵特性に優れ、し
かも作動温度範囲が広いという特長をもち、電卓１時計
、メモリのパ、クア、ゾ電源として多用されている。か
かる電池拡負極、電解液、正極から構成されておシ、一
般に負極としてリチウムやナトリウムなどのアルカリ金
属を、電解液としてグロピレンカーデネート、γ−ブチ
ロラクトン、ジメトキシエタンなどの非水溶媒中に過塩
素酸リチウム、ホウすッ化リチウムなどの電解質を溶解
してなる溶液を、正極として二酸化マンガン、フ、化黒
鉛等を、夫々用いている。
媒電池はエネルギー密度が大きく、貯蔵特性に優れ、し
かも作動温度範囲が広いという特長をもち、電卓１時計
、メモリのパ、クア、ゾ電源として多用されている。か
かる電池拡負極、電解液、正極から構成されておシ、一
般に負極としてリチウムやナトリウムなどのアルカリ金
属を、電解液としてグロピレンカーデネート、γ−ブチ
ロラクトン、ジメトキシエタンなどの非水溶媒中に過塩
素酸リチウム、ホウすッ化リチウムなどの電解質を溶解
してなる溶液を、正極として二酸化マンガン、フ、化黒
鉛等を、夫々用いている。
上述した電池の中でも負極にリチウムを用い、塩化チオ
ニル（５Ｏｃｚ２）を主正極活物質とした、いわゆるリ
チウム塩化チオニル系電池は、特にエネルギー密度が大
きいため注目されている・こうした電池は多孔質炭素体
及び金属集電体からなる正極を有し、一般に塩化リチウ
ム（ｔ、ｓｃｚ）及び塩化アル′ミニウム（ｈｔｃｔ３
）’ｅ溶解した塩化チオニル（５ｏｃｔ２） ’６電解
液として用いている。したがって、５ＯＣ２２は正極活
物質と電解液との双方を兼用している。
ニル（５Ｏｃｚ２）を主正極活物質とした、いわゆるリ
チウム塩化チオニル系電池は、特にエネルギー密度が大
きいため注目されている・こうした電池は多孔質炭素体
及び金属集電体からなる正極を有し、一般に塩化リチウ
ム（ｔ、ｓｃｚ）及び塩化アル′ミニウム（ｈｔｃｔ３
）’ｅ溶解した塩化チオニル（５ｏｃｔ２） ’６電解
液として用いている。したがって、５ＯＣ２２は正極活
物質と電解液との双方を兼用している。
ところで、５ｏｃｔ２’を正極活物質とする電池におい
て、負極反応は負極金属が金属イオンとして電解液中に
溶解する反応であり、一方正極反応はその正極の一構成
材である多孔質炭素体上で起こ夛、反応往成物が該多孔
質炭素体表面に生成する反応である。しかしながら、ア
セチレンブラックをポリテトラフルオロエチレン等のポ
リマー結着材と共に混合し、所定形状に成形した後、乾
燥して得た多孔質炭素体からなる正極を有する従来の電
池では、前記反応生成物が該多孔質炭素体上に作られる
と、電極反応が著しく阻害され、放電容量が低下する。
て、負極反応は負極金属が金属イオンとして電解液中に
溶解する反応であり、一方正極反応はその正極の一構成
材である多孔質炭素体上で起こ夛、反応往成物が該多孔
質炭素体表面に生成する反応である。しかしながら、ア
セチレンブラックをポリテトラフルオロエチレン等のポ
リマー結着材と共に混合し、所定形状に成形した後、乾
燥して得た多孔質炭素体からなる正極を有する従来の電
池では、前記反応生成物が該多孔質炭素体上に作られる
と、電極反応が著しく阻害され、放電容量が低下する。
しかも、前記電池では、大電流放電では、低電流放電に
比べて放電効率が著しく低下するという欠点があった。
比べて放電効率が著しく低下するという欠点があった。
本発明は放電容量及び大電流放電時での放電効率の優れ
た非水溶媒電池を提供しようとするものである。
た非水溶媒電池を提供しようとするものである。
本発明者らは多種の炭素材の中で、鎖状をなす粒子の周
面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカーがンブラック
は極めて高い導電性、比表面積を有することに着目し、
このカーボンブラックを主成分とする多孔質炭素体及び
金属集電体からなる正極を用いることによって、極めて
放電特性の優れた非水溶媒電池を見い出したものである
。
面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカーがンブラック
は極めて高い導電性、比表面積を有することに着目し、
このカーボンブラックを主成分とする多孔質炭素体及び
金属集電体からなる正極を用いることによって、極めて
放電特性の優れた非水溶媒電池を見い出したものである
。
上記正極は例えば以下に示す方法によ構造られる。上記
特性のカーがンブラックにポリテトラフルオロエチレン
等のポリマー結着材を添加混合し、更にエチルアルコー
ル等の有機溶剤を添加して充分に攪拌、混練した後、と
の混練物を金網、パンチメタル、エキスバンドメタル等
の金属集電体に圧着し、乾燥することによシ正極を造る
。
特性のカーがンブラックにポリテトラフルオロエチレン
等のポリマー結着材を添加混合し、更にエチルアルコー
ル等の有機溶剤を添加して充分に攪拌、混練した後、と
の混練物を金網、パンチメタル、エキスバンドメタル等
の金属集電体に圧着し、乾燥することによシ正極を造る
。
次に、本発明をリチウム塩化チオニル電池に適用した例
について図面を参照して説明する。
について図面を参照して説明する。
図中の１は負極端子を兼ねる上面が開口された例えばス
テンレス製の缶体であり、この缶体１の内面には金属リ
チウムからｋる筒状の負極２が圧着されている。この負
極２の内側の缶体内には正極ユが該負極２内面に配置さ
れたガラス繊維の不織布からなるセＡ？レータ４を介し
て設けられている。なお、正極ユと缶体１底面との間に
は絶縁紙５が介装されている。前記正極３は鎖状をなす
粒子局面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカーボンブ
ラ、り（ライオンアグゾ社製商品名；ケッチェンブラッ
ク）９〇−重ｉｔｓとＩリテトラフルオロエチレン１０
重Ｊｉ％？混合し、更にエタノールを添加して混練した
後、この混線物をステンレス製網体からなる金属集電体
６と共に該集電体６が内周面に配置されるように円筒状
に成形し、１５０℃の真空下で乾５− 燥して同金属集電体６の外周に圧着した円筒状の多孔質
炭素体７を形成することによ構造られる。
テンレス製の缶体であり、この缶体１の内面には金属リ
チウムからｋる筒状の負極２が圧着されている。この負
極２の内側の缶体内には正極ユが該負極２内面に配置さ
れたガラス繊維の不織布からなるセＡ？レータ４を介し
て設けられている。なお、正極ユと缶体１底面との間に
は絶縁紙５が介装されている。前記正極３は鎖状をなす
粒子局面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカーボンブ
ラ、り（ライオンアグゾ社製商品名；ケッチェンブラッ
ク）９〇−重ｉｔｓとＩリテトラフルオロエチレン１０
重Ｊｉ％？混合し、更にエタノールを添加して混練した
後、この混線物をステンレス製網体からなる金属集電体
６と共に該集電体６が内周面に配置されるように円筒状
に成形し、１５０℃の真空下で乾５− 燥して同金属集電体６の外周に圧着した円筒状の多孔質
炭素体７を形成することによ構造られる。
また、前記正極互上方の缶体１内には前記セパレータ４
に支持された絶縁紙８が配設されている。前記缶体１の
上面開口部にはメタルトップ９がレーザ溶接等によシ封
着されている。このメタルトップ９の中心には穴１０が
開孔さ糺ている。前記缶体１内にはＬｔＡＡＣＬ４’ｉ
溶解した１、 ８ ｍｏｌ濃度の塩化チオニル（ｓｏ’
ｃｔ２’ ）溶液からなる電解液が前記穴１０全通して
注入、収容されている。また、前記メタルトラｆ９の穴
１０には正極端子１１がメタル−ガラスシール材１２に
よυ電気的に絶縁され、固定されている。この正極端子
１１はその下端に取付けたリード線１３を介して前記正
極ユの金属集電体６に接続されている。
に支持された絶縁紙８が配設されている。前記缶体１の
上面開口部にはメタルトップ９がレーザ溶接等によシ封
着されている。このメタルトップ９の中心には穴１０が
開孔さ糺ている。前記缶体１内にはＬｔＡＡＣＬ４’ｉ
溶解した１、 ８ ｍｏｌ濃度の塩化チオニル（ｓｏ’
ｃｔ２’ ）溶液からなる電解液が前記穴１０全通して
注入、収容されている。また、前記メタルトラｆ９の穴
１０には正極端子１１がメタル−ガラスシール材１２に
よυ電気的に絶縁され、固定されている。この正極端子
１１はその下端に取付けたリード線１３を介して前記正
極ユの金属集電体６に接続されている。
比較例
カーがンブラックとして鎖状構造のアセチレンプラ、り
を用いた以外、前記実施例と同様に６一 して正極を造り、同構成のリチウム塩化チオニル電池を
組立てた。
を用いた以外、前記実施例と同様に６一 して正極を造り、同構成のリチウム塩化チオニル電池を
組立てた。
しかして、本実施例及び比較例の電池について常温、３
００Ωの負荷放電特性を調べたところ、第２図に示す特
性図を得た。なお、第２図中のＡは本実施例の電池にお
ける放電特性曲線、Ｂは比較例の電池の同曲線、である
。この第２図から明らかな如く、本発明の電池（図中の
Ａ）は放電時間が従来の電池（図中のＢ）に比べて著し
く長く、シかも放電電圧が高いことがわかる。このよう
に本発明の電池が優れた放電特性を有するのは、正極の
多孔質炭素体が鎖状をなす粒子周面に黒鉛結晶薄層を形
成した構造のカーボンブラックを主成分とするので、正
極の導電性、反応表面積を著しく向上できるからである
。
００Ωの負荷放電特性を調べたところ、第２図に示す特
性図を得た。なお、第２図中のＡは本実施例の電池にお
ける放電特性曲線、Ｂは比較例の電池の同曲線、である
。この第２図から明らかな如く、本発明の電池（図中の
Ａ）は放電時間が従来の電池（図中のＢ）に比べて著し
く長く、シかも放電電圧が高いことがわかる。このよう
に本発明の電池が優れた放電特性を有するのは、正極の
多孔質炭素体が鎖状をなす粒子周面に黒鉛結晶薄層を形
成した構造のカーボンブラックを主成分とするので、正
極の導電性、反応表面積を著しく向上できるからである
。
なお、上記実施例では正極として円筒状のものを用いた
が、これに限定されない。例えばカーボンブラックとポ
リマー結着材との混線物を金属集電体に圧着して帯状物
とし、これを巻回して乾燥した巻渦状の正極を用いても
よい。
が、これに限定されない。例えばカーボンブラックとポ
リマー結着材との混線物を金属集電体に圧着して帯状物
とし、これを巻回して乾燥した巻渦状の正極を用いても
よい。
以上詳述した如く、本発明によれば放電容量全大巾に向
上し、かつ放電効率の優れた非水溶媒電池を提供できる
ものである。
上し、かつ放電効率の優れた非水溶媒電池を提供できる
ものである。
第１図は本発明の一実施例を示すリチウム塩化チオニル
電池の断面図、第２図は本発明の電池及び従来の電池に
おける放電時間と端子電圧との関係を示す特性図である
。 １・・・缶体、２・・・負極、Ｊ・・・正極、４・・・
セパレータ、６・・・金属集電体、７・・・多孔質炭素
体、９・・・メタルト、ゾ、１１・・・正極端子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦才１図 才２図 ０ ５０
１００代屯吋？’ｊ％（Ｈｒ） 東京部品用区南品用３丁目４番 １０号東芝電池株式会社内 ０出 願 人 東芝電池株式会社 東京部品用区南品用３丁目４番 １０号
電池の断面図、第２図は本発明の電池及び従来の電池に
おける放電時間と端子電圧との関係を示す特性図である
。 １・・・缶体、２・・・負極、Ｊ・・・正極、４・・・
セパレータ、６・・・金属集電体、７・・・多孔質炭素
体、９・・・メタルト、ゾ、１１・・・正極端子。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦才１図 才２図 ０ ５０
１００代屯吋？’ｊ％（Ｈｒ） 東京部品用区南品用３丁目４番 １０号東芝電池株式会社内 ０出 願 人 東芝電池株式会社 東京部品用区南品用３丁目４番 １０号
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 缶体内面に設けられたアルカリ金属からなる筒状の負極
と、この負極内側の缶体内にセパレータを介して配設さ
れ、多孔質炭素体及び金属集電体からなる正極と、 前記缶体内に収容された塩化チオニルを主成分とし、正
極活物質を兼ねる電解液とを具備した非水溶媒電池にお
いて、前記正極の多孔質炭素体として鎖状ｔなす粒子の
周面に黒鉛結晶薄層が形成された構造のカーがンブラ、
りを主成分とするものを用いたこと全特徴とする非水溶
媒電池。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004538A JPS59128773A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 非水溶媒電池 |
| DE8484100066T DE3485349D1 (de) | 1983-01-14 | 1984-01-04 | Nichtwaessrige elektrochemische zelle. |
| EP19840100066 EP0118657B1 (en) | 1983-01-14 | 1984-01-04 | Non-aqueous electrochemical cell |
| CA000445273A CA1222542A (en) | 1983-01-14 | 1984-01-13 | Non-aqueous electrochemical cell |
| US07/129,902 US4767683A (en) | 1983-01-14 | 1987-12-07 | Non-aqueous electrochemical cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58004538A JPS59128773A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 非水溶媒電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59128773A true JPS59128773A (ja) | 1984-07-24 |
| JPH0244105B2 JPH0244105B2 (ja) | 1990-10-02 |
Family
ID=11586816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58004538A Granted JPS59128773A (ja) | 1983-01-14 | 1983-01-14 | 非水溶媒電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59128773A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62249355A (ja) * | 1986-04-19 | 1987-10-30 | Hitachi Maxell Ltd | 無機非水電解液電池 |
| US4790969A (en) * | 1987-07-16 | 1988-12-13 | Eveready Battery Company | Dry molded cathode collector for liquid cathode systems |
-
1983
- 1983-01-14 JP JP58004538A patent/JPS59128773A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62249355A (ja) * | 1986-04-19 | 1987-10-30 | Hitachi Maxell Ltd | 無機非水電解液電池 |
| US4790969A (en) * | 1987-07-16 | 1988-12-13 | Eveready Battery Company | Dry molded cathode collector for liquid cathode systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0244105B2 (ja) | 1990-10-02 |
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