JPS6091564A - リチウム塩化チオニル電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はリチウム塩化チオニル電池に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

近年、エネルギー密度が高く、長期貯蔵特性の優れた電
池として、リチウム塩化チオニル電池が注目されている
。かかる電池の最大の特徴は、正極活物質として塩化チ
オニルを用いることにあり、多孔性の正極表面で正極活
物質が電気化学的に還元されることによシミ池反応が進
行することである。

上述した円筒型のリチウム塩化チオニル電池は、一般に
金属缶体内面にリチウムの負極を配設し、この負極内側
の缶体内に七ノｆレータを介して金網等の金属集電体を
内在させた炭素質成形体からなる正極を収納し、かつ該
正極に塩化チオニルを主成分とし、正極活物質を兼ねる
電解液を含浸させた構造になっている。また、リチウム
塩化チオニル電池としては、正極を金属缶体内面に配設
し、この正極内側の缶体内にセパレータを介してリチウ
ムの負極を収納した、いわゆるインサイ−アウト構造の
ものも知られている。こうしたインサイ−アウト構造の
電池においては、正極の特性によシミ池放電特性が大き
く影響され、正極活物質の電気化学的反応に対する触媒
的活性度、気孔率、電気的導電性等が重要な因子となる
。

ところで、上述した円筒型めり・チウム塩化チオニル電
池の正極は、従来よりカデンブラックＩｚリテトラフル
オロエチレン等のプリマー結着剤と共に混練した後、金
網等の金属集電体と共に所定形状に成形し、乾燥したも
のが用いられている。しかしながら、インサイドアウト
構造の電池では正極端子を兼ねる缶体内面に正極を配設
しているため腐食性の高い塩化チオニルが多孔性の正極
を通して缶板内面に達し、その表面を腐食させる。また
、金属缶体内面に多孔性炭素を主材とする正極を配置す
るため、該缶体内面にリチウムの負極を圧着させる構造
に比べて密着性の点でも劣ることになる。したがって、
従来のインサイドアウト構造の電池では正極端子を兼ね
る缶体と正極との電気的接触が十分になされないという
問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は正極と金属缶体との接触抵抗の低減化を達成し
たインサイドアウト構造のリチウム塩化チオニル電池を
提供しようとするものであるＯ 〔発明の概要〕 本発明は金属缶体内に多孔質炭素を主構成材とする正極
及びリチウムからなる負極をセミ４レータを介在させた
状態で収納し、かつ前記缶体内に塩化チオニルを主成分
とし、正極活物質を兼ねる電解液を収容した構造のリチ
ウム塩化チオニル電池において、前記正極が圧着される
金属缶体内面に水ガラスと炭素粉末を主成分とし、露出
表面に多数の鋭利な凸部を有する炭素質皮膜を被覆した
ことを特徴とするものである。かかる本発明によれば金
属缶体と正極の間に水ガラスで結着された緻密で導電性
の炭素質皮膜を介在させることによって、腐食性の高い
塩化チオニルが多孔性の正極を通して缶体内面に達する
のを前記炭素質皮膜で阻止できる。また、炭素質皮膜中
には水ガラスを含むため、金属缶体内面への密着性が高
く、シかもその露出表面（内表面）は多数の鋭利な凸部
が形成されているため、その凸部のアンカー作用により
正画は。

炭素質皮膜に良好に密着し、ひいては正極を金属缶体内
面に対して強固に密着できる。したがって、炭素質皮膜
による塩化チオニルの金属缶体内面の腐食防止作用と、
炭素質皮膜による正極の金属缶体内面への密着作用とに
より、正極端子を兼ねる缶体と正極との電気的接触を十
分にとることができ、ひいてはそれらの間の接触抵抗を
著しく低減できる。

上記炭素質皮膜を構成する炭素粉末としては０．１〜０
．３μｍのコロイｒ状になり得る微粒炭素粉末と３０〜
１５０メツシユの粗粒炭素粉末の粒度調整されたものを
用いることが好ましい。

こうした粒度調整された炭素粉末を用いることにより、
最密充填がなされた緻密な炭素質皮膜の形成が可能とな
る。なお、粗粒炭素粉末の粒度を３０メツシユよシ大き
くすると、皮膜から粗粒炭素粉末が脱落し易くなり、か
といって１５０メツシユより細かくすると、皮膜の露出
表面に鋭利な凸部を形成することが困難となる。

５− 〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

図中の１は上面が開口された正極端子を兼ねるステンレ
ス製の缶体である。この缶体１の内面には水ガラスと炭
素粉末を主成分とし、露出表面に多数の鋭利な凸部を有
する導電性の炭素質皮膜２が被覆されている。この炭素
質皮膜２は粒径０．１〜０．３μｍの微粒炭素粉末を水
ガラス及び水又はアルコールに固形分２０重量％の割合
で分散混合させ、このダル状溶液１００ｄに５０〜１０
０メツシユの粗粒炭素粉末２５ｇを均一に混合してグル
状分散液を調製した後、この分散液を缶体内面の少なく
とも正極と接する面に塗布し、乾燥することによ多形成
される。

また、前記炭素質皮膜２内面の缶体１内にはポリテトラ
フルオロエチレンを結着剤として添加したカーボンブラ
ックからなる筒状の正極３が充填されている。この正極
３内面の缶体１内にはガラス繊維製の絶縁紙４及びセパ
レータ５を介して内６− 周面にニッケル製網体（集電体）６を圧着した筒状のり
゛チウム負極７が収納されている。前記負極７上方の缶
体１内には前記セパレータ５に支持された中央に穴を有
する絶縁紙８が配設されている。

前記缶体１の上面開口部にはステンレス製のキャップ９
がレーザ溶接等によυ封口されている。このキャップ９
の中央には穴１０が開口されている。

この穴１０には、負極端子を兼ねる注液用のステ７レス
製ｚｅイアｐ１１が金属−ガラス製シール材１２を介し
て挿着されている。このツクイブ１１め下端は前記負極
７の集電体６にリード線１３を介して接続されている。

前記缶体１内には、前記）Ｊ？イブ１１を通して注入さ
れた１、５モル／ｌのＬｉ）−ｔｅｌ−ａを溶解した塩
化チオニル（電解液）が収容されておシ、かつ収容後、
ツクイブ１１はステンレス製針体１４で封口されている
。

比較例 缶体内面に炭素質皮膜を被覆しない以外、実施例と同構
成のリチウム塩化チオニル電池を製作した。

しかして、本実施例及び比較例の電池についで、内部抵
抗の影響が最も現われる重負荷放電を、初期及び４５℃
で２０日間貯蔵後、測定し、比較した。その結果を下記
表に示した。なお、測定方法は電池ヲ１にΩ、２０℃で
定抵抗放電し、放電深度５チ、４０％、８０％の時点で
抵抗を３ｏΩに１０分間切り換えて端子電圧値を測定す
ることにより行なった。

表 上表よシ明らかな如く、本発明の電池は初期の端子電圧
値が高いことはもとよシ、４５℃−２０日間貯蔵後の値
もほとんど劣化がない。これに対し、従来の電池では４
５℃−２０日間貯蔵後の劣化が大きい。これは貯蔵中に
塩化チオニルにより缶体内面が腐食して絶縁性皮膜が形
成されたことによるものと考えられる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば正極と金属缶体との
接触抵抗の低減化を図ることにより貯蔵特性を改善した
インサイドアウト構造のリチウム塩化チオニル電池を提
供できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すリチウム塩化チオニル電
池の断面図である。 １・・・缶体、２・・・炭素質皮膜、３・・・正極、５
・・・セｚ’？Ｖ　Ｉ、７・・・負極リチウム、９・・
・キャップ、１１…ステンレス製ノソイブ、１２…シー
ル材、１３・・・リード線。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 金属缶体内に多孔質炭素を主構成材とする正極及びリチ
   ウムからなる負極をセパレータを介在させた状態で収納
   し、かつ前記金属缶体内に塩化チオニルを主成分とし、
   正極活物質を兼ねる電解液を収容した構造のリチウム塩
   化チオニル電池において、前記正極が圧着される金属缶
   体内面に水ガラスと炭素粉末を主成分とし、露出表面に
   多数の鋭利な凸部を有する炭素質皮膜を被覆したことを
   特徴とするリチウム塩化チオニル電池。