JPS62128454A - 非水溶媒電池 - Google Patents
非水溶媒電池Info
- Publication number
- JPS62128454A JPS62128454A JP60267221A JP26722185A JPS62128454A JP S62128454 A JPS62128454 A JP S62128454A JP 60267221 A JP60267221 A JP 60267221A JP 26722185 A JP26722185 A JP 26722185A JP S62128454 A JPS62128454 A JP S62128454A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- discharge
- vinyl polymer
- voltage
- negative electrode
- chlorine
- 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
-
- 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)
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- 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】
〔発明の練術分野〕
本発明は非水溶媒電池ｌこ関し、特に正極活物質を兼ね
る電解液を改良した非水溶媒電池に係る。
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
、カリウム、カルシウムの軽金属の少なくとも１＄１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っ
ことから、電卓１時計。
、カリウム、カルシウムの軽金属の少なくとも１＄１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っ
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。 １
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（ｓｏｃｚ、 ）、塩化スルフリル（８０゜ＣＩ
！ｔ）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。
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（ｓｏｃｚ、 ）、塩化スルフリル（８０゜ＣＩ
！ｔ）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（ＡＩＣＪｍ ）、臭化アル
ミニウム（ＡＩＢｒａ）等のルイス酸と塩化リチウム、
臭化リチウム等のルイス・塩基とを溶解したイオウの液
体状オキシハロゲン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。
、一般に塩化アルミニウム（ＡＩＣＪｍ ）、臭化アル
ミニウム（ＡＩＢｒａ）等のルイス酸と塩化リチウム、
臭化リチウム等のルイス・塩基とを溶解したイオウの液
体状オキシハロゲン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放物であるＬｉＣ１皮
膜が生成される。このＬ ｒｃｌ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
流がパオーダー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ＬｉＣＡ！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太陽な電圧降下を生じ、
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。この電
圧遅延現象の程度は電池貯蔵時の温度や時間及び放電時
の電流等により大きく異なるが、電圧回復時間に１５秒
以上を要するような場合は実用上問題があると考えられ
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放物であるＬｉＣ１皮
膜が生成される。このＬ ｒｃｌ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
流がパオーダー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ＬｉＣＡ！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太陽な電圧降下を生じ、
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。この電
圧遅延現象の程度は電池貯蔵時の温度や時間及び放電時
の電流等により大きく異なるが、電圧回復時間に１５秒
以上を要するような場合は実用上問題があると考えられ
る。
このようなことから、上記問題を解決するためにいくつ
かの提案がなされており、例えば特開昭５６−７３６０
号公報には電解液中に塩化ビニル、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
ビニル系ポリマーを溶解することが開示されている。こ
のように塩素置換基を有するビニル系ポリマーを電解液
中に溶解することによって確かに電圧遅延現象は改善さ
れるが、我々は研究の結果、電圧回復の程度は添加する
塩素置換基を有するビニルポリマー中の塩素置換基の量
に大きく依存することを見い出し、本発明を成すに散っ
た。
かの提案がなされており、例えば特開昭５６−７３６０
号公報には電解液中に塩化ビニル、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
ビニル系ポリマーを溶解することが開示されている。こ
のように塩素置換基を有するビニル系ポリマーを電解液
中に溶解することによって確かに電圧遅延現象は改善さ
れるが、我々は研究の結果、電圧回復の程度は添加する
塩素置換基を有するビニルポリマー中の塩素置換基の量
に大きく依存することを見い出し、本発明を成すに散っ
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
る非水溶媒電池において、前記電解液中に５７〜７０重
量％の塩素置換基をもつビニル系ポリマーを添加したこ
とを特徴とするものである。このように５７〜７０重量
％の塩素置換基をもつビニル系ポリマーを添加した電解
液を用いた電池は、貯蔵後に大電流放電を行っても放電
開始時に大幅な電圧降下を示さず、しかも電圧の回復時
間も短い。
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、前記電解液中に５７〜７０重
量％の塩素置換基をもつビニル系ポリマーを添加したこ
とを特徴とするものである。このように５７〜７０重量
％の塩素置換基をもつビニル系ポリマーを添加した電解
液を用いた電池は、貯蔵後に大電流放電を行っても放電
開始時に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、電圧回復時間短縮の程度は、同じ塩素置換基
をもつビニル系ポリマーでも塩素置換基の量が上記範囲
外にあるポリマニを添加した場合に比べ格段にすぐれて
いる。更に本発明の電池は上述した効果に加え、低温で
の放電特性にすぐれている、長期貯蔵による容量劣化が
少ない等の特長がある。
をもつビニル系ポリマーでも塩素置換基の量が上記範囲
外にあるポリマニを添加した場合に比べ格段にすぐれて
いる。更に本発明の電池は上述した効果に加え、低温で
の放電特性にすぐれている、長期貯蔵による容量劣化が
少ない等の特長がある。
本発明でいう塩素置換基をもつビニル系ポリマーとは、
下記の一般式で表わされる構造をもつポリマーの単独又
は共重合体並びに混合物をいう。
下記の一般式で表わされる構造をもつポリマーの単独又
は共重合体並びに混合物をいう。
またこれらビニル系ポリマーの上記電解液中への含有量
は、０．２〜ｌｏ９／ｌの範囲、特にＯｌ−〜旦９／ｌ
の範囲にすることが望ましい。これは、共重合体の含有
量を０．２１１／１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．！ｉ
Ｉ／ｌ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とい
う理由による。
は、０．２〜ｌｏ９／ｌの範囲、特にＯｌ−〜旦９／ｌ
の範囲にすることが望ましい。これは、共重合体の含有
量を０．２１１／１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．！ｉ
Ｉ／ｌ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とい
う理由による。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
実施例１へ６
第１図に本実施例及び比較例におけ、る非水溶媒電池の
構造を示した断面図を示す。
構造を示した断面図を示す。
図中の１は負極端子を兼ねる上面が開口した、例えばス
テンレス裂の有底円筒形の缶体である。
テンレス裂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ｌ内には
、筒状ステンレス裂網体の金属集電体３の外側に筒状多
孔質炭素層４を圧着した構造の正極５がガラス不織布か
らなるモノ４レータ６、。
２が圧着されている。この負極２の内側の缶体ｌ内には
、筒状ステンレス裂網体の金属集電体３の外側に筒状多
孔質炭素層４を圧着した構造の正極５がガラス不織布か
らなるモノ４レータ６、。
６！を介して設けられている。なお、前記正極５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、この混練物をステンレス製網体の金属
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線物を多
孔質炭素層４とすることにより作製される。
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、この混練物をステンレス製網体の金属
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線物を多
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５上方の缶体１内には、前記セパレータ
６、に支持された中央ｌこ穴を有する絶縁紙７が配設さ
れている。前記缶体１の上面開口部にはメタルトップ８
がレーザ溶接等により封着されており、かつ該メタルト
ップ８の中心の穴９にはパイプ状正極端子１０がガラス
典のシール材１１を介してメタルトップ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５の金属集電体３に接続
されている。そして、前記缶体１内には前記パイプ状正
極端子１０から注入された電解液１３が収容されている
。
６、に支持された中央ｌこ穴を有する絶縁紙７が配設さ
れている。前記缶体１の上面開口部にはメタルトップ８
がレーザ溶接等により封着されており、かつ該メタルト
ップ８の中心の穴９にはパイプ状正極端子１０がガラス
典のシール材１１を介してメタルトップ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５の金属集電体３に接続
されている。そして、前記缶体１内には前記パイプ状正
極端子１０から注入された電解液１３が収容されている
。
さらに、前記パイプ状正極端子１０には例えばステンレ
ス環の封体１４が挿入され、該端子１゜先端と挿入した
封体工４とをレーザＩ＠接することにより該正極端子１
０が封口される。。
ス環の封体１４が挿入され、該端子１゜先端と挿入した
封体工４とをレーザＩ＠接することにより該正極端子１
０が封口される。。
実施例１〜６として、塩化チオニル（ｓｏｃｚ、）中に
塩化アルミニウム（ＡＩＣＩｓ ）と塩化リチウム（Ｌ
ｉＣＡ’）とを各々１．５モル／ｌ溶解させた電解液中
に、それぞれ５７．５，５８．６，６０，６４．５，６
７．５，６９．５重量係の塩素置換基をもつビニル系ポ
リマー（２ｙ／Ｉｌ）を添加した電解液を用いた６種類
の電池を作製した。
塩化アルミニウム（ＡＩＣＩｓ ）と塩化リチウム（Ｌ
ｉＣＡ’）とを各々１．５モル／ｌ溶解させた電解液中
に、それぞれ５７．５，５８．６，６０，６４．５，６
７．５，６９．５重量係の塩素置換基をもつビニル系ポ
リマー（２ｙ／Ｉｌ）を添加した電解液を用いた６種類
の電池を作製した。
比較例１゜
５ＯＣＩ、中にＡｌＣｌ！とＬ ｉＣＡ！を各／Ｆ １
−、５ ｍｏ ｌ ／ ｌ溶解させた電解液中に、４０
１［：１％の塩素置換基をもつビニル系ポリマー（塩素
化ポリエチレンの一種）を添加した電解液を用いた以外
実施例と同構造の電池を組み立てた。
−、５ ｍｏ ｌ ／ ｌ溶解させた電解液中に、４０
１［：１％の塩素置換基をもつビニル系ポリマー（塩素
化ポリエチレンの一種）を添加した電解液を用いた以外
実施例と同構造の電池を組み立てた。
比較例２゜
５ＯＣＩｔ中にＡｌＣ１ｓとＬｉＣ１とを各々１．５モ
ル／ｌ溶解させた電解液中に、５６．７重ｉｔチの塩素
、ｆｔ置換基もつビニル系ポリマー（ポリ塩化ビニル）
を添加した電解液を用いた以外、実施例と同構造の電池
を組み立てた。
ル／ｌ溶解させた電解液中に、５６．７重ｉｔチの塩素
、ｆｔ置換基もつビニル系ポリマー（ポリ塩化ビニル）
を添加した電解液を用いた以外、実施例と同構造の電池
を組み立てた。
比較例３゜
５ＯＣＩ、 中ｌＣＡｌＣｌ、 トＬｉＣ１トラ各／ｚ
１．５モル／１溶屏させた電解液中に、７３．１重量
％の塩素置換基をもつビニル系ポリマー（ポリ塩化ビニ
リデン）を添加した電解液を用いた以外、実施例と同構
造の電池を組み立てた。しかして、本実施例１へ６及び
比較例１〜３の電池について組立後６０℃で４０日間貯
蔵を行った後３ｏΩの定抵抗放電を行い、電圧が２．５
ｖ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。
１．５モル／１溶屏させた電解液中に、７３．１重量
％の塩素置換基をもつビニル系ポリマー（ポリ塩化ビニ
リデン）を添加した電解液を用いた以外、実施例と同構
造の電池を組み立てた。しかして、本実施例１へ６及び
比較例１〜３の電池について組立後６０℃で４０日間貯
蔵を行った後３ｏΩの定抵抗放電を行い、電圧が２．５
ｖ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。
その結果を第２図及び第１表に示した。
第２図及び第１表より明らかな如く、電解液中に５７〜
７０重４１％の塩素置換基をもつビニルポリマーを添加
した電池は、塩素量が上記範囲外のビニルポリマーを添
加した電池Ｉこ比べて放電開始時の電圧回復時間がいず
れも１５秒以内と短く、かつ放電容量も大きいことがわ
かる。また、本発明に係る電池は比較例の電池に比べて
低温での放電特性にすぐれ、長期貯蔵による容量劣化も
少ないことが確かめられた。
７０重４１％の塩素置換基をもつビニルポリマーを添加
した電池は、塩素量が上記範囲外のビニルポリマーを添
加した電池Ｉこ比べて放電開始時の電圧回復時間がいず
れも１５秒以内と短く、かつ放電容量も大きいことがわ
かる。また、本発明に係る電池は比較例の電池に比べて
低温での放電特性にすぐれ、長期貯蔵による容量劣化も
少ないことが確かめられた。
以上詳述した如く、本発明によれば大電流放電初期の電
圧回復時間が短縮され、更に放電電圧、放電容量も向上
する等、放電特性にすぐれた非水溶媒電池を提供できる
。
圧回復時間が短縮され、更に放電電圧、放電容量も向上
する等、放電特性にすぐれた非水溶媒電池を提供できる
。
第１図は非水溶媒電池の構造の一例を示した断面図、第
２図は本発明に係る非水溶媒電池の放電特性図である。 １・・・缶体、２・・・負極、３・・・金属集電体、４
・・・多孔質炭素層、５・・・正極、６．．６．・・・
セパレータ、８・・・メタルトップ、１０・・・パイプ
状正極端子、１３・・・電解液。
２図は本発明に係る非水溶媒電池の放電特性図である。 １・・・缶体、２・・・負極、３・・・金属集電体、４
・・・多孔質炭素層、５・・・正極、６．．６．・・・
セパレータ、８・・・メタルトップ、１０・・・パイプ
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、カリウム、カル
シウムの軽金属の少なくとも１種からなる負極と、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、前記電解液中に５７〜７０
重量％の塩素置換基をもつビニル系ポリマーを添加した
ことを特徴とする非水溶媒電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267221A JPH0713898B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 非水溶媒電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60267221A JPH0713898B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 非水溶媒電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128454A true JPS62128454A (ja) | 1987-06-10 |
| JPH0713898B2 JPH0713898B2 (ja) | 1995-02-15 |
Family
ID=17441816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60267221A Expired - Lifetime JPH0713898B2 (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 非水溶媒電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713898B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0278156A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-19 | Toshiba Battery Co Ltd | 非水溶媒電池 |
-
1985
- 1985-11-29 JP JP60267221A patent/JPH0713898B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0278156A (ja) * | 1988-09-12 | 1990-03-19 | Toshiba Battery Co Ltd | 非水溶媒電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0713898B2 (ja) | 1995-02-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |