【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は、陰極活物質として金属リチウムを用
い、陽極活物質として金属硫化物を用いた非水電
解液電池に関する。
この種の非水電解液電池は、二酸化マンガンや
フツ化炭素を陽極活物質として用いた非水電解液
電池に比べて単位体積当りの電流容量が大きく、
また放電電圧が1.3〜1.5Vでルクランシエ電池や
酸化銀電池などと互換性があるなどの特長を有し
ている。ところがこの電池は、放電に伴ない陽極
側でLi2Sが生成蓄積し、そのために陽極が膨潤し
て電池総高が高くなり、電池使用機器の破損や接
触不要などを招く結果となる。
本発明は、非水電解液にハロゲン化アルキルを
添加することにより、前述の欠点を有効に解消し
たものである。
ハロゲン化アルキルは一般式RXで表わされ、
式中Ｒはメチル、エチル、プロピル、イソプロピ
ル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、tert−
ブチル、ｎ−アミル、イソアミル、ヘキシル、ヘ
プチル、オクチル、ノニル、デシルなどのアルキ
ル基である。また式中のＸはフツ素、塩素、臭
素、ヨウ素などのハロゲンである。
次に本発明の実施例を図面とともに説明する。
硫化第一鉄88重量部とリン状黒鉛10重量部とポリ
四フツ化エチレン２重量部との混合物を加圧成形
し、直径11mm、厚さ0.85mmの陽極１を作る。この
陽極１を、厚さ0.25mmのNi／SUSクラツド板より
なる外径11.6mm、高さ3.0mmの陽極缶２に挿入
し、その上にポリプロピレン製の電解液吸収体３
を載置し、陽極缶２の開口部に断面Ｌ字状のポリ
プロピレン製環状ガスケツト４を嵌合する。前記
電解液吸収体３には、炭酸プロピレンと１・２−
ジメトキシエタンとを体積比で１：１の割合で混
合した溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／溶解
させた電解液にハロゲン化アルキルを10重量％添
加したものが注入含浸される。
これとは別に厚さ0.25mmのNi／SUSクラツド板
からなる外径10mm、高さ1.5mmの陰極端子板５の
内面に、厚さ0.1mm、直径6.0mmのステンレスネツ
ト６を溶接し、このネツト６に直径8.0mm、厚さ
1.2mmの金属リチウムからなる陰極７を圧着す
る。次にこの陰極７を内填した陰極端子板５をガ
スケツト４内に嵌挿し、陽極缶２の開口端を内方
へ折曲して電池総高2.90mmのボタン形電池を組立
てる。
次の表は、この電池を20℃において、6.5kΩの
抵抗で端子電圧が1.0Vになるまで放電した際の
放電容量と、放電後の電池総高を測定した結果を
示す。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte battery using metallic lithium as a cathode active material and metal sulfide as an anode active material. This type of non-aqueous electrolyte battery has a larger current capacity per unit volume than non-aqueous electrolyte batteries that use manganese dioxide or carbon fluoride as the anode active material.
It also has features such as a discharge voltage of 1.3 to 1.5V, making it compatible with Lecrancier batteries and silver oxide batteries. However, as this battery discharges, Li 2 S is generated and accumulated on the anode side, which causes the anode to swell and increase the overall height of the battery, resulting in damage to equipment using the battery and the need for contact. The present invention effectively eliminates the above-mentioned drawbacks by adding an alkyl halide to a non-aqueous electrolyte. Alkyl halide is represented by the general formula RX,
In the formula, R is methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, tert-
Alkyl groups such as butyl, n-amyl, isoamyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, and decyl. Moreover, X in the formula is a halogen such as fluorine, chlorine, bromine, and iodine. Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
A mixture of 88 parts by weight of ferrous sulfide, 10 parts by weight of phosphorous graphite, and 2 parts by weight of polytetrafluoroethylene is molded under pressure to produce an anode 1 having a diameter of 11 mm and a thickness of 0.85 mm. This anode 1 is inserted into an anode can 2 made of a 0.25 mm thick Ni/SUS clad plate with an outer diameter of 11.6 mm and a height of 3.0 mm, and an electrolyte absorber 3 made of polypropylene is placed on top of the anode can 2.
A polypropylene annular gasket 4 having an L-shaped cross section is fitted into the opening of the anode can 2. The electrolyte absorber 3 contains propylene carbonate and 1.2-
An electrolytic solution prepared by dissolving 1 mole of lithium perchlorate in a solvent mixed with dimethoxyethane at a volume ratio of 1:1 is injected and impregnated with 10% by weight of alkyl halide. Separately, a stainless steel net 6 with a thickness of 0.1 mm and a diameter of 6.0 mm was welded to the inner surface of the cathode terminal plate 5, which was made of a Ni/SUS clad plate with a thickness of 0.25 mm and had an outer diameter of 10 mm and a height of 1.5 mm. Net 6, diameter 8.0mm, thickness
A 1.2 mm cathode 7 made of metallic lithium is crimped. Next, the cathode terminal plate 5 containing the cathode 7 is inserted into the gasket 4, and the open end of the anode can 2 is bent inward to assemble a button-shaped battery having a total height of 2.90 mm. The following table shows the discharge capacity and total height of the battery after discharge when this battery was discharged at 20°C with a 6.5kΩ resistor until the terminal voltage reached 1.0V.
【表】
この表から明らかなように、電解液中にハロゲ
ン化アルキルを添加することにより、放電による
電池のふくれが小さく抑制できるとともに放電容
量が増大している。ハロゲン化アルキルの最適添
加率はその種類によつて多少異なるが、どのハロ
ゲン化アルキルも20重量％を超えると放電容量が
かえつて減少するから、20重量％以下が好まし
い。
前記実施例では陽極活物質として硫化第一鉄を
用いたが、その他に硫化第二鉄、二硫化鉄、硫化
銅、硫化ニツケルなどを陽極活物質として用いた
非水電解液電池においても同様の効果が得られ
る。
本発明は前述のような構成になつており、放電
に伴う電池のふくれを小さく抑えることができ、
ふくれによる諸種の弊害が解消される。[Table] As is clear from this table, by adding an alkyl halide to the electrolytic solution, the swelling of the battery due to discharge can be suppressed to a small level, and the discharge capacity can be increased. The optimum addition rate of alkyl halide differs somewhat depending on the type of alkyl halide, but if any alkyl halide exceeds 20% by weight, the discharge capacity will decrease, so it is preferably 20% by weight or less. Although ferrous sulfide was used as the anode active material in the above example, the same method can be applied to nonaqueous electrolyte batteries using other materials such as ferric sulfide, iron disulfide, copper sulfide, and nickel sulfide as the anode active material. Effects can be obtained. The present invention has the above-described configuration, and can suppress the swelling of the battery due to discharge.
Various harmful effects caused by swelling are eliminated.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
図は本発明に係る非水電解液電池の要部断面図
である。
１……陽極、７……陰極。
The figure is a sectional view of essential parts of a non-aqueous electrolyte battery according to the present invention. 1...anode, 7...cathode.