JPS6037659A - 非水性化学電池 - Google Patents
非水性化学電池Info
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- JPS6037659A JPS6037659A JP59135004A JP13500484A JPS6037659A JP S6037659 A JPS6037659 A JP S6037659A JP 59135004 A JP59135004 A JP 59135004A JP 13500484 A JP13500484 A JP 13500484A JP S6037659 A JPS6037659 A JP S6037659A
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Classifications
-
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- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0563—Liquid materials, e.g. for Li-SOCl2 cells
-
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-
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-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
-
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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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Secondary Cells (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】
産業上の利用分野
本発明は非水性の二酸化硫黄（Ｓｏ□）含有化学電池に
関し、ざらに詳しくは無機質の二酸化硫黄電解液を含む
化学電池に関する。
関し、ざらに詳しくは無機質の二酸化硫黄電解液を含む
化学電池に関する。
従来の技術
商業的に生産しうる性能の有用な再充電可能な電池の製
造に伴なう一問題は、二酸化値）黄（Ｓ０２）を含む電
池から、通常必須ときれる有機補助浴剤を省くことであ
ることが最近見出されている。有機補助溶剤ならびにそ
の他はとんどの有機物質は、不可逆性の反応（はぼ不可
逆性の反応も含む）に（反応）性を必要とする。しかし
、前記の如く有機補助溶剤を省くと、Ｓ０２ のみ（は
ぼ純粋な溶剤）の中に可溶性であると共に有効な導電度
の電解液を与える電解質塩を使用することが必要であっ
た。さらに別の要因（問題）は、その目的に用いられる
電解質塩のあるものの価格が非常に高いコトである。ア
ルカリおよびアルカリ土類金属のテトラクロロアルミニ
ウム酸塩、テトラクロロ没食子酸塩、テトラクロロイン
ジウム酸塩、ならびにクロボボレート塩（ｃｌｏｖｏｂ
ｏγσｔｃ） のような塩類は、Ｓ０２ のみの溶剤に
おいて有用であることが見出されている（しかし、クロ
ボボレー１・塩類は非常に高価である）。そのような電
池においては固体カソード活物質を用いることにより、
Ｓ０２ を電池の唯一の溶剤として効果的に使用するこ
とが可能である。しかし、すべての固体力ンード活物質
が５Ｏ２ｆ：カソード活物質としている電池の容量と有
利に比較しうる電池容量を与えるわけではない。事実、
従来どのカソード゛活物質が無機Ｓ０２含有電池環境中
で使用可能であるかを確信をもって予測することは、は
とんど不可能であった。従って、例えば、同一金属の種
々の／’−１ｌｌゲン化物（機能に関してはこれらに通
常均等であると考えられるけれども）は、殊に無機Ｓ０
２含有電池環境中では著しく異なる性質を有することが
示されている。
造に伴なう一問題は、二酸化値）黄（Ｓ０２）を含む電
池から、通常必須ときれる有機補助浴剤を省くことであ
ることが最近見出されている。有機補助溶剤ならびにそ
の他はとんどの有機物質は、不可逆性の反応（はぼ不可
逆性の反応も含む）に（反応）性を必要とする。しかし
、前記の如く有機補助溶剤を省くと、Ｓ０２ のみ（は
ぼ純粋な溶剤）の中に可溶性であると共に有効な導電度
の電解液を与える電解質塩を使用することが必要であっ
た。さらに別の要因（問題）は、その目的に用いられる
電解質塩のあるものの価格が非常に高いコトである。ア
ルカリおよびアルカリ土類金属のテトラクロロアルミニ
ウム酸塩、テトラクロロ没食子酸塩、テトラクロロイン
ジウム酸塩、ならびにクロボボレート塩（ｃｌｏｖｏｂ
ｏγσｔｃ） のような塩類は、Ｓ０２ のみの溶剤に
おいて有用であることが見出されている（しかし、クロ
ボボレー１・塩類は非常に高価である）。そのような電
池においては固体カソード活物質を用いることにより、
Ｓ０２ を電池の唯一の溶剤として効果的に使用するこ
とが可能である。しかし、すべての固体力ンード活物質
が５Ｏ２ｆ：カソード活物質としている電池の容量と有
利に比較しうる電池容量を与えるわけではない。事実、
従来どのカソード゛活物質が無機Ｓ０２含有電池環境中
で使用可能であるかを確信をもって予測することは、は
とんど不可能であった。従って、例えば、同一金属の種
々の／’−１ｌｌゲン化物（機能に関してはこれらに通
常均等であると考えられるけれども）は、殊に無機Ｓ０
２含有電池環境中では著しく異なる性質を有することが
示されている。
発明の解決しようとする問題点
本発明の一目的は、Ｓ０２含有非水性化学電池、殊に無
機Ｓ０２含有電池において使用することができ、かつ高
電池容量を与えるカソード活物質金持供することである
。
機Ｓ０２含有電池において使用することができ、かつ高
電池容量を与えるカソード活物質金持供することである
。
概して本発明は、アルカリまたはアルカリ土類金属アノ
ード（好ましくはリチウム、リチウム混合物またはリチ
ウム合金のアノード）、Ｓ０２ とその中に可溶な電解
質塩とからなる電解液、およびＦ ｅ Ｂ ｒ ３ か
らなるカソード、を有する化学電池に関する。再充電可
能な電池のためには、電解液は無機質であるのが好まし
い。
ード（好ましくはリチウム、リチウム混合物またはリチ
ウム合金のアノード）、Ｓ０２ とその中に可溶な電解
質塩とからなる電解液、およびＦ ｅ Ｂ ｒ ３ か
らなるカソード、を有する化学電池に関する。再充電可
能な電池のためには、電解液は無機質であるのが好まし
い。
ＦｅＢｒ３ は、その類似ハロゲン化物であるＦｅＣｌ
３ がＳ０２ に良好に溶解せずそして比較的低い放電
容量を与えるという事実にもがかわらず、ここに有用な
カノート゛物り」でめることが判明した。
３ がＳ０２ に良好に溶解せずそして比較的低い放電
容量を与えるという事実にもがかわらず、ここに有用な
カノート゛物り」でめることが判明した。
好ましくは、Ｆ ｅ Ｑｌ ３ カソード活物質は、そ
の重量の１０〜３０％の範囲内の量の専電物質（例えば
グラファイトまたはカーボンブランク）、およびその電
蓄の約５〜１５％の範囲内の矛の結合剤〔例えばポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦ’Ｅ））と混合して用い
る。
の重量の１０〜３０％の範囲内の量の専電物質（例えば
グラファイトまたはカーボンブランク）、およびその電
蓄の約５〜１５％の範囲内の矛の結合剤〔例えばポリテ
トラフルオロエチレン（ＰＴＦ’Ｅ））と混合して用い
る。
本発明に有用な電解質塩の例としては、Ｓ０２に可溶で
ある、アルミニウム、タンタル、ニオブ。
ある、アルミニウム、タンタル、ニオブ。
アンチモン、ガリウム、インジウムおよびクロボボレー
トのアルカリおよびアルカリ土類金属ハロゲン化物塩（
殊にＡ７ ＧＡ−１Ｔ ａＣ１６−１Ｓ Ａ Ｃ１４−
１５ｂＧＩＪ６ａ、 ＣｘａＧＩＪ４． ＩｎＧ１１４
． 、Ｂ、。（Ｊ、。” オヨびＢ Ｃｌ −２のアニ
オンを有する塩Ｍ）がある。
トのアルカリおよびアルカリ土類金属ハロゲン化物塩（
殊にＡ７ ＧＡ−１Ｔ ａＣ１６−１Ｓ Ａ Ｃ１４−
１５ｂＧＩＪ６ａ、 ＣｘａＧＩＪ４． ＩｎＧ１１４
． 、Ｂ、。（Ｊ、。” オヨびＢ Ｃｌ −２のアニ
オンを有する塩Ｍ）がある。
１２ １２
コレラノ塩は、Ｓ０２ 中に低濃度（約１モル）で溶解
して使用される。あるいはこれらの塩はＳ０２との関係
で工：７以内のモルＭｉ比の比較的高濃度で存在しても
よい。好ましくは、かがるＳ０２電解液は無機質である
。
して使用される。あるいはこれらの塩はＳ０２との関係
で工：７以内のモルＭｉ比の比較的高濃度で存在しても
よい。好ましくは、かがるＳ０２電解液は無機質である
。
実施例
本発明の構成、作用および効果を以下の実ＭＩＪ例でさ
らに説明する。これらの実施例は説明の目的のためのも
のであること、実施例中の具体的事項に本発明が限定さ
れるものでないことは了解されよう。
らに説明する。これらの実施例は説明の目的のためのも
のであること、実施例中の具体的事項に本発明が限定さ
れるものでないことは了解されよう。
実施例ｌ
ＬｉＡ１１Ｃ１４および５Ｏ２（モル当量比Ｊ：３）か
らなる電解液２０．！ｉ’；それぞれが銅箔基板４有し
また寸法が、２．５ Ｘ ４．１ ｘ Ｏ，０５ｃｍで
ある２個のリチウム電ｉ；およびそれらのリチウム％）
Ｄ間のエンケル格子上に担持された８０％のＦ’ｅＢｚ
、１２％のカーボンブランク（ノウリイ・ケミカル社、
Ｎｏａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ、のｒＫｇ
ｔ ｊ ｅ ｎ ｂ ｌ ａ ｃんＥＣ」商標）および
８％のＰＴＦＥよりなるカソード１５Ｉ；を用いて電池
を作２だ。そのカソード８の寸法は、２．５ Ｘ ４．
Ｉ Ｘ Ｏ，０９Ｃｍであった。またそのカソードは
不織ガラス繊維セパレータによりそれぞれのリチウム電
極から分離してあった。この電池を２０ ｍＡ で放電
したところ、ｌボルトの遮断電圧に至る捷でに４３０
ｍＡｈｒの容量を与えた。またこの電池の開回路電圧は
３７ボルトであった。上記で得られた容量は、ＦｅＢｒ
２ の理論容量の約３９４％である。
らなる電解液２０．！ｉ’；それぞれが銅箔基板４有し
また寸法が、２．５ Ｘ ４．１ ｘ Ｏ，０５ｃｍで
ある２個のリチウム電ｉ；およびそれらのリチウム％）
Ｄ間のエンケル格子上に担持された８０％のＦ’ｅＢｚ
、１２％のカーボンブランク（ノウリイ・ケミカル社、
Ｎｏａｒｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｒｐ、のｒＫｇ
ｔ ｊ ｅ ｎ ｂ ｌ ａ ｃんＥＣ」商標）および
８％のＰＴＦＥよりなるカソード１５Ｉ；を用いて電池
を作２だ。そのカソード８の寸法は、２．５ Ｘ ４．
Ｉ Ｘ Ｏ，０９Ｃｍであった。またそのカソードは
不織ガラス繊維セパレータによりそれぞれのリチウム電
極から分離してあった。この電池を２０ ｍＡ で放電
したところ、ｌボルトの遮断電圧に至る捷でに４３０
ｍＡｈｒの容量を与えた。またこの電池の開回路電圧は
３７ボルトであった。上記で得られた容量は、ＦｅＢｒ
２ の理論容量の約３９４％である。
実施例２
実施例１のようにして、但しＳ０２ 中に１モル濃度の
ＬｚＡＡＣ１４を溶解した電解液を用いて電池を作った
。得られた回路電圧（ＯＣＶ）は３．９ボルトであった
。２０ ｍＡでの放電において１ボルトの の約３８４％である。
ＬｚＡＡＣ１４を溶解した電解液を用いて電池を作った
。得られた回路電圧（ＯＣＶ）は３．９ボルトであった
。２０ ｍＡでの放電において１ボルトの の約３８４％である。
実施例３
実施例１のようにして、但しＳＯ２中のＬｉｃ）ｒａＣ
ＩＪ。
ＩＪ。
の１Ｍ溶液を電解液として用いて電池を作った。
得られたＯＣＶ は３８ボルトであり、２０ ｍＡでの
放電において１ボルトの遮断電圧に至るまでに２２０
ｍＡＡ、ｒの容量を示した。ここに得られた容量はＦ（
ｌＢｒ、の理論容量の約２０２％である。
放電において１ボルトの遮断電圧に至るまでに２２０
ｍＡＡ、ｒの容量を示した。ここに得られた容量はＦ（
ｌＢｒ、の理論容量の約２０２％である。
比較例１
実施例２のよう例して、但しＦｅＣｌ３ を含む厚さ０
．１４ｃｒｒＬのカッ−ト’（１，８Ｅ／）を用いて電
池を作った。この電池のＯＣＶは３９ボルトであり、２
Ｏｎ′ＬＡで放電したときに１ボルトの遮断電圧に至
る丑での容量は１２３ ｍＡｈｒであった。ここに得ら
れた容量はＩｎ（Ｊ３ の理論容量の約５２％である。
．１４ｃｒｒＬのカッ−ト’（１，８Ｅ／）を用いて電
池を作った。この電池のＯＣＶは３９ボルトであり、２
Ｏｎ′ＬＡで放電したときに１ボルトの遮断電圧に至
る丑での容量は１２３ ｍＡｈｒであった。ここに得ら
れた容量はＩｎ（Ｊ３ の理論容量の約５２％である。
比較例２
比較例１のようにして、但しＳ０２ 中の１ＭのＬｉＧ
ａＣ１４溶液を電解液として用いて電池を作った。この
電池は３８ボルトのＯＣＶ を与え、２０ｍＡでの放電
で１ボルトの遮断電圧に至る１でに１０３ｍＡｈｒの容
量を与えた。ここに得られた容量はＦｅＣ１３の理論容
量の約４３％である。
ａＣ１４溶液を電解液として用いて電池を作った。この
電池は３８ボルトのＯＣＶ を与え、２０ｍＡでの放電
で１ボルトの遮断電圧に至る１でに１０３ｍＡｈｒの容
量を与えた。ここに得られた容量はＦｅＣ１３の理論容
量の約４３％である。
上記の実施例および比較例からＦｅＢｒ２ は、種々の
ＳＯ３含有無機質電解液を用いて同一の条件下において
、類似のＦｅＣ１３（カソード）の容量の少なくとも４
倍の容！’（ｉ＝与えることが判る。
ＳＯ３含有無機質電解液を用いて同一の条件下において
、類似のＦｅＣ１３（カソード）の容量の少なくとも４
倍の容！’（ｉ＝与えることが判る。
上記の実施例が説明の目的のためであること、および本
発明がこれらの実施例中の特定事項に限定されるもので
ないこと、は了解されよう。例えば電池の構成、電池の
成分およびその比率等についての変更は、本発明の精神
を逸脱することなく可能である。
発明がこれらの実施例中の特定事項に限定されるもので
ないこと、は了解されよう。例えば電池の構成、電池の
成分およびその比率等についての変更は、本発明の精神
を逸脱することなく可能である。
特許出願人 デュラセル・インターナ／ヨナル・インコ
ーポレーテントゝ
ーポレーテントゝ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）アルカリまたはアルカリ土類金属からなるアノー
ドゝ；およびＳＯ２とＳＯ２に溶解濾れた電解質塩と妙
・らなる電解液；を含む非水性化学電池であって、Ｆｅ
Ｂｒ２ からなるカソードを含むことを特徴とする上記
電池。 （２）電解質塩は、アルカリまたはアルカリ土類金属の
クロボボレート塩類、ならびにガリウム、インジウム、
アルミニウム、タンタル、ニオブ捷たけアンチモンを含
むアルカリまたはアルカリ土類金属ハロゲン化塩類、よ
りなる群から選択される特許請求の範囲第１項に記載の
電池。 （３）電解質塩はリチウム塩である特許請求の範囲第１
または２項に記載の１［４，池。 （４）アノードはリチウムよシなる特許請求の範囲第１
．２捷たけ３項に記載の電池。 Ｃ５） を解質ｍＵＬｉＡｄ（Ｊ４オヨＵＬｉＧｔｔｃ
：１Ｊ４ｘｊｙなる群から選択でれる特許請求の範囲第
１〜４項のいずれかに記載の電池。 （６）電解質塩はＬｉＡｌＣＡ４ である特許請求の範
囲第５項に記載の電池。 （７） Ｌ’ ＡＩＧ ｌ ４ ’ ＳＯ２のモル当量
比は１ニア以内である特許請求の範囲第６項に記載の電
池。 （８）電解液は無機質である特許請求の範囲第１〜７項
のいずれかに記載の電池。 （９）電解質塩はリチウム塩である特許請求の範囲第８
項に記載の電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/509,693 US4508800A (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | Cell with FeBr3 cathode |
| US509693 | 1983-06-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6037659A true JPS6037659A (ja) | 1985-02-27 |
| JPH0424826B2 JPH0424826B2 (ja) | 1992-04-28 |
Family
ID=24027714
Family Applications (1)
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