JPS6182673A - 非水溶媒電池 - Google Patents
非水溶媒電池Info
- Publication number
- JPS6182673A JPS6182673A JP59203568A JP20356884A JPS6182673A JP S6182673 A JPS6182673 A JP S6182673A JP 59203568 A JP59203568 A JP 59203568A JP 20356884 A JP20356884 A JP 20356884A JP S6182673 A JPS6182673 A JP S6182673A
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- JP
- Japan
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- chloride
- voltage
- vinyl chloride
- battery
- positive electrode
- Prior art date
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- Granted
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- 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
-
- 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
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
-
- 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
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- 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)
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、特に正極活物質を兼ねろ
電解液を改良した非水溶媒電池に係る。
電解液を改良した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、アルミニウム
等の軽金属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、かつ作動温度範囲が広いとい
う特長をもつことから、電卓１時計、メモリのバックア
ップ電源として多用されている。中でも負極にリチウム
を用い、正極活物質として塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）
、塩化スルフリル（ＳＯ２Ｃ２２）等のイオウのオキシ
ハロゲン化物を用いた電池は、特にエネルギー密度が大
きいために注目されている。こうした電池は炭素及び金
属集電体からなる正極を有し、一般に塩化アルミニウム
（ｋｔｃＬ５ ） 、臭化アルミニウム（ＡｔＢｒρ等
のルイス酸と塩化リチウム。
等の軽金属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、かつ作動温度範囲が広いとい
う特長をもつことから、電卓１時計、メモリのバックア
ップ電源として多用されている。中でも負極にリチウム
を用い、正極活物質として塩化チオニル（ＳＯＣｌ２）
、塩化スルフリル（ＳＯ２Ｃ２２）等のイオウのオキシ
ハロゲン化物を用いた電池は、特にエネルギー密度が大
きいために注目されている。こうした電池は炭素及び金
属集電体からなる正極を有し、一般に塩化アルミニウム
（ｋｔｃＬ５ ） 、臭化アルミニウム（ＡｔＢｒρ等
のルイス酸と塩化リチウム。
臭化リチウム等のルイス塩基とを浴解したイオウの液体
状オキシハロｒ）化物を電解液として用いている。この
ため、液体状オキシハロゲン化物は、正極活物質と電解
液との双方を兼用しており、適当な形状の正極を用いる
ことにより高率放電特性の優れた電池が期待できる。
状オキシハロｒ）化物を電解液として用いている。この
ため、液体状オキシハロゲン化物は、正極活物質と電解
液との双方を兼用しており、適当な形状の正極を用いる
ことにより高率放電特性の優れた電池が期待できる。
ところで、上述した電池は正極活物質であるイオウのオ
キシハロゲン化物が負極のリチウムと直接接触している
ため、負極リチウム表面に反応生成物であるＬＩＣ１皮
膜が生成される。このＬｉＣｔ皮膜は、負極リチウムと
オキシハロゲン化物との直接接触を防止する機能を有し
、貯蔵時において電池の容量劣化を防ぐ役割りをする。
キシハロゲン化物が負極のリチウムと直接接触している
ため、負極リチウム表面に反応生成物であるＬＩＣ１皮
膜が生成される。このＬｉＣｔ皮膜は、負極リチウムと
オキシハロゲン化物との直接接触を防止する機能を有し
、貯蔵時において電池の容量劣化を防ぐ役割りをする。
しかし、放電時には抵抗成分として働き、放電初期の電
圧降下の原因となる。この電圧降下の程度は、放電電流
がμＡオーダの微小な場合には無視できる程小さいが、
大電流放電の場合には無視できず、特に高温で長時間貯
蔵してＬｉＣＬ皮膜の成長が相当起った後や、低温での
放電時には放電開始と共に大幅な電圧降下を生じ、所定
の電圧に回復するまでかなりの時間を必要とする、いわ
ゆる電圧遅延現象と呼ばれる問題があった。
圧降下の原因となる。この電圧降下の程度は、放電電流
がμＡオーダの微小な場合には無視できる程小さいが、
大電流放電の場合には無視できず、特に高温で長時間貯
蔵してＬｉＣＬ皮膜の成長が相当起った後や、低温での
放電時には放電開始と共に大幅な電圧降下を生じ、所定
の電圧に回復するまでかなりの時間を必要とする、いわ
ゆる電圧遅延現象と呼ばれる問題があった。
このようなことから、上記問題を解決するためニイくつ
かの提案がなされており、例、ｔハ’ｌ？公昭５７−３
７９９２には負極表面を塩化ビニル。
かの提案がなされており、例、ｔハ’ｌ？公昭５７−３
７９９２には負極表面を塩化ビニル。
塩化ビニリデンのホモポリマーや塩化ビニルと酢酸ビニ
ルとの共重合体等のビニル、／ ＩＪマで被覆すること
が開示されている。しかしながら、かかる方法によると
確かに電圧遅延現象は大幅に改善されるが、電池を高温
で貯蔵した後に大電流放電を行なったような場合には電
圧の回復に少々の時間を要していた。
ルとの共重合体等のビニル、／ ＩＪマで被覆すること
が開示されている。しかしながら、かかる方法によると
確かに電圧遅延現象は大幅に改善されるが、電池を高温
で貯蔵した後に大電流放電を行なったような場合には電
圧の回復に少々の時間を要していた。
本発明は、大電流放電初期においても電圧降下が小さく
、かつ電圧の回復時間も短く、更に放電特性の優れた非
水溶媒電池を提供しようとするものである。
、かつ電圧の回復時間も短く、更に放電特性の優れた非
水溶媒電池を提供しようとするものである。
本発明は、リチウム等の程金属からなる負極と、炭素を
主構成材とする正極と、イオウのオキシハロゲン化物を
主成分とする正極活物質を兼ねる電解液とから構成され
る非水溶媒電池において、前記電解液に塩化ビニルと塩
化ビニリデンの共重合体を添加したことを特徴とするも
のである。このように電解液に塩化ビニルと塩化ビニリ
デンの共重合体を存在させた電池は、貯蔵後に大電流放
電を行なっても大幅な電圧降下を示さず、しかも電圧の
回復時間も短い。この場合、電圧回復時間の短縮の程度
は、塩化ビニルや塩化ビニリゾ７等のホモポリマ及び両
者の混合物、又は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の
ビニルポリマを電解液に添加させた電池に比べて格段に
優れている。
主構成材とする正極と、イオウのオキシハロゲン化物を
主成分とする正極活物質を兼ねる電解液とから構成され
る非水溶媒電池において、前記電解液に塩化ビニルと塩
化ビニリデンの共重合体を添加したことを特徴とするも
のである。このように電解液に塩化ビニルと塩化ビニリ
デンの共重合体を存在させた電池は、貯蔵後に大電流放
電を行なっても大幅な電圧降下を示さず、しかも電圧の
回復時間も短い。この場合、電圧回復時間の短縮の程度
は、塩化ビニルや塩化ビニリゾ７等のホモポリマ及び両
者の混合物、又は塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体等の
ビニルポリマを電解液に添加させた電池に比べて格段に
優れている。
上記電解液中への塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体
の含有量は、０．２〜１０ Ｖｔの範囲にすることが望
ましい。この理由は、共重合体の含有量を０．２１７を
未満にすると、電圧降下の抑制効果等を十分に発揮でき
ず、かといってその量が１０ Ｖｔを越えると、その効
果が殆んど増大しないばかりか、かえって電池の放電容
量が減少する恐れがある。
の含有量は、０．２〜１０ Ｖｔの範囲にすることが望
ましい。この理由は、共重合体の含有量を０．２１７を
未満にすると、電圧降下の抑制効果等を十分に発揮でき
ず、かといってその量が１０ Ｖｔを越えると、その効
果が殆んど増大しないばかりか、かえって電池の放電容
量が減少する恐れがある。
本発明に用いる塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体は
塩化ビニルと塩化ビニリデンとの重量比で９５＝５〜１
０〜９０、より好筐しくは９５：５〜５０：５０の範囲
にすることが望ましい。
塩化ビニルと塩化ビニリデンとの重量比で９５＝５〜１
０〜９０、より好筐しくは９５：５〜５０：５０の範囲
にすることが望ましい。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例
図中の１は負極端子を兼ねる上面が開口した例えばステ
ンレス製の有底円筒形の缶体である。
ンレス製の有底円筒形の缶体である。
この缶体１の内面には金属リチウムからなる筒状の負極
２が圧着されている。この負極２の内側の缶体Ｉ内には
、筒状ステンレス製網体の金属集τに体３の外側に筒状
多孔質炭素層４を圧着した構造の正極上かがラス不織布
からなるセパレータ６１，６□を介して設けられている
。なお、前記正極上は、例えば市販のアセチレンブラッ
クとポリテトラフルオロエチレンとを混合し、この混練
物をステ／レス製網体の金属集電体３と共に該集電体が
内側となるように円筒状に成形した後、１５０℃の真空
下で乾燥して前記混練物を多孔質炭素層４とすることに
より作製される。
２が圧着されている。この負極２の内側の缶体Ｉ内には
、筒状ステンレス製網体の金属集τに体３の外側に筒状
多孔質炭素層４を圧着した構造の正極上かがラス不織布
からなるセパレータ６１，６□を介して設けられている
。なお、前記正極上は、例えば市販のアセチレンブラッ
クとポリテトラフルオロエチレンとを混合し、この混練
物をステ／レス製網体の金属集電体３と共に該集電体が
内側となるように円筒状に成形した後、１５０℃の真空
下で乾燥して前記混練物を多孔質炭素層４とすることに
より作製される。
また、前記正極上上方の缶体１内には、前記セル−タロ
１に支持された中央に穴を有する絶縁紙７が配設されて
いる。前記缶体ノの上面開口部にはメタルドッグ８がレ
ーザ浴接等により封着されており、かつ該メタルドッグ
８の中心の穴９にはパイプ状正極端子１０がガラス製の
シール材１１を介してメタルドッグ８に対し電気的に絶
縁して固定されている。前記正極端子１０の下端はリー
ド線１２を介して前記正極王の金属集電体３に接続され
ている。そして、前記缶体１内には前記ノ々イグ状正極
端子１０から注入された電解液１３が収容されている。
１に支持された中央に穴を有する絶縁紙７が配設されて
いる。前記缶体ノの上面開口部にはメタルドッグ８がレ
ーザ浴接等により封着されており、かつ該メタルドッグ
８の中心の穴９にはパイプ状正極端子１０がガラス製の
シール材１１を介してメタルドッグ８に対し電気的に絶
縁して固定されている。前記正極端子１０の下端はリー
ド線１２を介して前記正極王の金属集電体３に接続され
ている。そして、前記缶体１内には前記ノ々イグ状正極
端子１０から注入された電解液１３が収容されている。
この電解液１３は塩化チオニル（ｓｏｃｚ２）中に塩化
アルミニウム（ＡｔＣ４３）と塩化リチウム（ｔ、ｔｃ
ｚ）とを夫々１，５モル／を溶解させた液に、市販の塩
化ビニル−塩化ビニリゾｙ共重合体（共重合比８０：２
０）を２．５ ｇ／を添加したものである。
アルミニウム（ＡｔＣ４３）と塩化リチウム（ｔ、ｔｃ
ｚ）とを夫々１，５モル／を溶解させた液に、市販の塩
化ビニル−塩化ビニリゾｙ共重合体（共重合比８０：２
０）を２．５ ｇ／を添加したものである。
なお、前記パイプ状正極端子１０には例えばステンレス
製の封体１４が挿入され、該端子ＩＱ先端と挿入した封
体１４とをレーザ溶接することにより該正極端子１０が
封口される。
製の封体１４が挿入され、該端子ＩＱ先端と挿入した封
体１４とをレーザ溶接することにより該正極端子１０が
封口される。
比較例１
電解液として塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体を添
加しない１，５モル／を濃度のｋｔｃｔ３／ＬｉＣ４系
のものを用いた以外、実施例と同構造の電池を組立てた
。
加しない１，５モル／を濃度のｋｔｃｔ３／ＬｉＣ４系
のものを用いた以外、実施例と同構造の電池を組立てた
。
比較例２
電解液として、塩化ビニルホモポリマーを２、５ Ｖｔ
添加した１、５モル／を濃度のＡｔｃｔ３／ＬＩＣ４系
のものを用いた以外、実施例と同構造の電池を組立てた
。
添加した１、５モル／を濃度のＡｔｃｔ３／ＬＩＣ４系
のものを用いた以外、実施例と同構造の電池を組立てた
。
比較例３
電解液として、塩化ビニリデンホモポリマーを２．５
ｇ／を添加した１、５モル／を濃度のＡ１．Ｃｔｓ ／
ＬｉＣ２系のものを用いた以外、実施例と同構造の電池
を組立てた。
ｇ／を添加した１、５モル／を濃度のＡ１．Ｃｔｓ ／
ＬｉＣ２系のものを用いた以外、実施例と同構造の電池
を組立てた。
比較例４
？！！解液として、塩化ビニルホモポリマート塩化ビニ
リデンホモポリマーとを８０：２０の重債比で混合した
混合ポリマーを２．５ ｇ／を添加した１、５モル／を
濃度のＡｔｃｔ、 ／ ＬＩＣ１系のものを用いた以外
、実施例と同構造の電池を組立てた。
リデンホモポリマーとを８０：２０の重債比で混合した
混合ポリマーを２．５ ｇ／を添加した１、５モル／を
濃度のＡｔｃｔ、 ／ ＬＩＣ１系のものを用いた以外
、実施例と同構造の電池を組立てた。
比較例５
電解液として、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体（共重
合比８６：１４）を２．５ ｇ／を添加した１、５モル
μ濃度のｆｉ、ｔｃｔ、 ／ Ｌｉ ＣＬ系のものを用
いた以外、実施例と同構造の電池を組立てた。
合比８６：１４）を２．５ ｇ／を添加した１、５モル
μ濃度のｆｉ、ｔｃｔ、 ／ Ｌｉ ＣＬ系のものを用
いた以外、実施例と同構造の電池を組立てた。
しかして、本実施例及び比較例１〜５の電池について、
組立後６０℃で２０日間貯蔵を行なった後、３０Ωの定
抵抗放電を行ない、放電開始時の最低電圧と、電圧が２
．５ｖに戻るまでの時間、並びに平均作動電圧及び放電
容量を測定した。その結果を、下記表に示した。
組立後６０℃で２０日間貯蔵を行なった後、３０Ωの定
抵抗放電を行ない、放電開始時の最低電圧と、電圧が２
．５ｖに戻るまでの時間、並びに平均作動電圧及び放電
容量を測定した。その結果を、下記表に示した。
上表より明らかな如＜、４４４市に塩化ビニル−塩化ビ
ニリゾｙ共重合体を４男させた電池は、従来の電池に比
べて初期の電圧降下が小さく、かつ電圧の回復時間も短
かく、更に放電容量も向上することがわかる。
ニリゾｙ共重合体を４男させた電池は、従来の電池に比
べて初期の電圧降下が小さく、かつ電圧の回復時間も短
かく、更に放電容量も向上することがわかる。
以上詳述した如く、本発明によれば大電流放電初期にお
いても電圧降下を抑制し、かつ電圧の回復時間も短縮さ
れ、更に放電容量も向上する等、放電特性の優れた非水
溶媒電池を提供できる。
いても電圧降下を抑制し、かつ電圧の回復時間も短縮さ
れ、更に放電容量も向上する等、放電特性の優れた非水
溶媒電池を提供できる。
図は、本発明の一実施例を示す非水溶媒電池の断面図で
ある。 １・・・缶体、２・・・負極、３・・・金属集電体、４
・・・多孔質炭素層、Σ・・・正極、６１．６２・・・
セパレータ、８・・・メタルトップ、１０・・・／臂イ
グ状正極端子、１３・・・電解液。
ある。 １・・・缶体、２・・・負極、３・・・金属集電体、４
・・・多孔質炭素層、Σ・・・正極、６１．６２・・・
セパレータ、８・・・メタルトップ、１０・・・／臂イ
グ状正極端子、１３・・・電解液。
Claims (1)
- リチウム、ナトリウム、アルミニウムの軽金属からなる
負極と、炭素を主構成材とする正極と、イオウのオキシ
ハロゲン化物を主成分とする正極活物質を兼ねる電解液
とから構成された非水溶媒電池において、前記電解液に
塩化ビニルと塩化ビニリデンとの共重合体を添加したこ
とを特徴とする非水溶媒電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59203568A JPH063736B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 非水溶媒電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59203568A JPH063736B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 非水溶媒電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6182673A true JPS6182673A (ja) | 1986-04-26 |
| JPH063736B2 JPH063736B2 (ja) | 1994-01-12 |
Family
ID=16476280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59203568A Expired - Lifetime JPH063736B2 (ja) | 1984-09-28 | 1984-09-28 | 非水溶媒電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH063736B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116231032A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-06-06 | 佛山(华南)新材料研究院 | 一种针形电池的制备方法 |
-
1984
- 1984-09-28 JP JP59203568A patent/JPH063736B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116231032A (zh) * | 2022-12-07 | 2023-06-06 | 佛山(华南)新材料研究院 | 一种针形电池的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH063736B2 (ja) | 1994-01-12 |
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