JPS6151765A - 非水電池 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、従来のオキシハライド電池より高容邑の電池
で、あらゆるコードレス機器用電源あるいはメモリーバ
ックアップ用電源として使用可能なオキシハライド電池
に関するものである。

従来の技術 正極活物質にオキシハライドを用いる非水電池では、オ
キシハライドとして塩化チオニル、塩化スルフリル等を
、負極活物質には活性金ぶであるリチウム等を用いる電
池が開発されている。

このオキシハライド電池では、正極活物質が液一体であ
るため、多孔質の正極集電体中で放電反応を起させる必
要がある。そこで正極ｉｊＡ電体材料としてサーマルブ
ラック、ファーネスブラック、活性炭素系のカーボンの
評価が行なわれ、その結果サーマルブラックの一種であ
るアセチレンブラックが用いられる様になってきた＜Ａ
、Ｎ、Ｄｅｙ。

Ｊ　、　Ｐ　０Ｖｌｒ　　５ｏｕｒｃｅｓ、　　５　（
１９８０）　５７）。

これは、アセチレンブラックによる正８ｉ東電体が他の
カーボンを用いた集電体より充填密度が小さく、そのた
め、カーボン単位重量当りでのｔｌｉ電容伍が大ぎな値
となるからである。

発明が解決しようとする問題点 近年、電子機器の高密度化に伴ない、これらのＭ源にも
高エネルギー密度化が望まれていた。本発明はこのよう
な要求を満たすために、従来用らかにされていなかった
正極ｉＴｉ体の物性を解明するどともに、この結果をも
とに従来電池よりも更に高容量のオキシハライド電池を
得ることを目的どするものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、従来の正極集電体材料であるアセチレンブラ
ックに代えて高凝集のカーボンを用いることで、これま
でにない高容量のオキシハライド電池を提供するもので
ある。

作用 カーボンの物性を評価する因子として、カーボンの凝集
（ストラフチャー）の程度を表わす吸油ｍがある（カー
ボンブラック便覧、カーボンブラック協会編１図書出版
社、ｐ、　１６９）。吸油聞とは、一定■のカーボン中
の空隙を満たすのに要する油のｍでジブチルフタレート
を用いる方法がＡＳＴＭ、　日本工業規格（Ｊ　Ｉ　Ｓ
　Ｋ６２２１）　ｌ、：規定されている。カーボンの比
表面積、カーボンの凝集の程度は、正極東電体の多孔度
９ｍ孔分布に影響するため、電池にとっては重要な因子
である。これまで電池用に評価されてきたカーボンの吸
油ｍは、アセチレンブラックの２１０ｍ１　、／１００
ｇが−ｍ　Ｑく、これ以上高凝集のカーボンについては
試験が行なわれていない。

オキシハライド電池では、放電時、正極東電体中で、オ
キシハライドの還元反応が起き、反応生成物のうち、正
極活物質で、溶媒であるオキシハライドに不溶の塩は、
正極集電体内に析出する。

この放電生成物の集電体反応面への析出で放電終了に至
る。

放電反応において拡散が支配的となるほどの高率で放電
する特殊用途オキシハライド電池を除き、通常の電池で
は、放電容量は、放電に伴ない正極集電体中へ不溶の塩
が析出することから、集電体の空隙体積により決定され
る。

従来の電池の正極集電体材料であるアセチレンブラック
は、カーボンの凝集が進んでいるため、集電体とすると
空隙率がきわめて高くなり、そのためカーボン単位重量
当りの放電容量としては大きな値が得られる。

本発明はこれまでに電池用として試験されたことのない
０凝集のカーボンを用いて正極集電体を作成し、電池と
することで、これまでにない高容量のオキシハライド電
池を提供するものである。

そのためのカーボンにはファーネスブラックの中でもオ
ランダ・アクゾ社から供給されるケッチェンブラック（
Ｋｅｊｅｎ　　Ｂｌａｃｋ）　ＥＣ（カーボンブラック
、高橋浩池訳、講談社すイエンティフィク）や三菱油化
（株）製高導電性カーボンブラックの様に、カーボン製
造時に酸化を進めて高凝集とした物が使用可能である。

実施例 第１図は本発明のなる電池の一実施例を示すものであり
、図において（１）は電槽、（２）は負極、（３）はセ
パレータ、（４）は正極集電体、（５）は注液管である
。正極活物質には塩化チオニルを用い、前記塩化チオニ
ルに塩化アルミニウム・リチウムを１．５Ｍ添加して電
解質とした。正極集電体は、エキスバンドニッケル集電
網にテフロンバインダーと共に水でペースト化した高凝
集カーボンを塗布し、真空乾燥して作成した。負極はニ
ッケル集電網にリチウム薄膜を圧着して用いた。セパレ
ータは多孔度９２％のガラス繊維よりなり、電池の構成
は中央に正極集電体を、その両側にセパレータを介して
リチウムを有するバイセル構造とした。電池への塩化ア
ルミニウム・リチウム／塩化チオニル溶液の注入は、（
５）の注液管を介して行なった。

なお比較のため、アセチレンブラックを用いた正極集電
体による電池を組み、電池特性を比較した。

放電試験は、電池を正極集電体の見１卦けの表面積当り
１０ｍＡ／ｃｏｌで定電流放電することで行なった。

本発明になる電池△に用いた正極集電体と従来電池Ｂの
正極集電体の物性を表１に、それぞれの電池の放電特性
を第２図に示づ゛。

カーボンの比抵抗は正極集電体と同一のかさ密度とした
時の値である。

高凝集カーボンとしてはファーネスブラック系カーボン
を用いた。

表１．正極集電体及び同集電体カーボンの物性アセチレ
ンブラックを正極集電体材料に用いた従来の電池Ｂでの
放電容」はカーボン単位型理当り　１．３５　Ａｈ　／
ｇであったのに対し、本発明の電池Ａでは１．８Ａｈ／
ｇと、３３％の容量増加となった。

又、高凝集カーボンによる正極１！電体の比抵抗は、従
来の１！電体の１１５以下であり、放電電圧も従来電池
の３．１８　Ｖから３．２６　Ｖに向上した。

発明の効果 以上の様にオキシハライド電池用カーボンに従来のカー
ボン材料であるアセチレンブラックの吸油口：　２１０
ｍ１　／　１００ａを越える吸油量を示す高凝集カーボ
ンを用いることで、従来電池より高容量のオキシハライ
ド電池が製造可能となる。

本実施例では３９０　ｍｌ／１００ｇの吸油毎を示すフ
ァーネスブラックを用いたが、正４Ｕ　！Ｊ　電体の見
掛けの表面積当り１０１ｎＡ／ｃｏｔでの放電で、従来
電池の放電容号に対し、３３％の容量増となり、又、放
電電圧も８０　ｍＶ向上し、電池容はに関してきわめて
大きな改善となった。

なお、本実施例では正極活物質に塩化チオニルを用いた
が、塩化スルフリルを用いても同様の効果が期待できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる電池の一実施例を示す断面図、第
２図は本発明になる電池Ａ及び従来の電池Ｂの１ｇＩＩ
Ａ／ｃｕｔでの放電特性図である。 １・・・電槽、２・・・負極、３・・・セパレータ、４
・・・正極集電体、５・・・注液管

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、正極活物質にオキシハライドを、正極集電体にカー
   ボンブラックあるいはカーボンブラックと導電体等の複
   合体を用い、負極活物質に活性金属を使用する非水電池
   において、前記正極集電体をなすカーボンが日本工業規
   格ＪＩＳＫ６２２１に規定されるジブチルフタレートの
   吸油量において２１０ｍｌ／１００ｇを越える値を示す
   ことを特徴とする非水電池。