JPS62254357A - 非水電池 - Google Patents
非水電池Info
- Publication number
- JPS62254357A JPS62254357A JP61097676A JP9767686A JPS62254357A JP S62254357 A JPS62254357 A JP S62254357A JP 61097676 A JP61097676 A JP 61097676A JP 9767686 A JP9767686 A JP 9767686A JP S62254357 A JPS62254357 A JP S62254357A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- positive electrode
- cell
- glass fibers
- microns
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/431—Inorganic material
- H01M50/434—Ceramics
- H01M50/437—Glass
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/002—Inorganic 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Cell Separators (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】
産業上の利用分野
本発明は正極活物質としてオキシハライドを、負極に活
性金属を用いる非水電池に関する。
性金属を用いる非水電池に関する。
従来の技術
塩化チオニル、塩化スルフリルなどのオキシハライドを
正極活物質に、リチウム、カルシウムなどの活性金属を
負極活物！１に用いた非水電池ではオキシハライドの強
力な酸化力に耐え、■つ内部知略を有効に阻止するレバ
レータとして、通常、１ｅｆｔ径１ミクロン以下の細い
ガラスＩ１Ｍをポリビニルアルコールやアクリル系バイ
ンダーを用いて抄紙し、ガラスＳａＷ同志のカラミによ
り構成された微細な空隙を右する濾紙状のガラス＆ｌ帷
不織缶を用いていた。
正極活物質に、リチウム、カルシウムなどの活性金属を
負極活物！１に用いた非水電池ではオキシハライドの強
力な酸化力に耐え、■つ内部知略を有効に阻止するレバ
レータとして、通常、１ｅｆｔ径１ミクロン以下の細い
ガラスＩ１Ｍをポリビニルアルコールやアクリル系バイ
ンダーを用いて抄紙し、ガラスＳａＷ同志のカラミによ
り構成された微細な空隙を右する濾紙状のガラス＆ｌ帷
不織缶を用いていた。
また、正極活物質であるオキシハライドは電解液の役割
も兼ねており、セル内では正極束？Ｉ！体やしパレータ
の空隙中、あるいはその他の空間部に充填されている。
も兼ねており、セル内では正極束？Ｉ！体やしパレータ
の空隙中、あるいはその他の空間部に充填されている。
正極集電体表面のオキシハライドｔ、ｌ電に伴なって消
費されるので、放電を継続するためには池の各部にある
オキシハライドが正極東電体表面に供給されねばならな
い。この供給速度はセパレータ中のオキシハライドの拡
散速度にｔｌｉ存している。
費されるので、放電を継続するためには池の各部にある
オキシハライドが正極東電体表面に供給されねばならな
い。この供給速度はセパレータ中のオキシハライドの拡
散速度にｔｌｉ存している。
従来技術の問題点
従来の電池では上述の如く微細な空隙を有するガラス繊
維不織布よりなるセパレータを用いているため、ピバレ
ータ自体の毛管現象によるオキシハライドの保持能力が
強く、液の迅速な拡散が阻害されるので、特に５ｆｆｌ
Δ／−程度以上の大電流放電時には放電性能が劣化する
欠点があった。
維不織布よりなるセパレータを用いているため、ピバレ
ータ自体の毛管現象によるオキシハライドの保持能力が
強く、液の迅速な拡散が阻害されるので、特に５ｆｆｌ
Δ／−程度以上の大電流放電時には放電性能が劣化する
欠点があった。
これを解決するためにはセパレータの目付（ｆＨＩＪを
下げるか、或いは太い繊維径のガラス繊維より成る不織
（５ｔ−パレータを用いるなどの方法があるが、前りは
機械的強度が低下し、電池製造時に破れて内部短絡を生
じる問題があり、後室は従来と同一空隙率とすると、相
な構造となるため、繊維同志の空隙部を通して正極集電
体であるカーボン粒子がｒ１通し、内部短絡を生じる問
題がある。また、これを防ぐため、＠な構造とすると空
隙率の低下を１０き、保持液量の減少、内部抵抗の増大
とへり、放電性能の低下を引起こすので好ましくない。
下げるか、或いは太い繊維径のガラス繊維より成る不織
（５ｔ−パレータを用いるなどの方法があるが、前りは
機械的強度が低下し、電池製造時に破れて内部短絡を生
じる問題があり、後室は従来と同一空隙率とすると、相
な構造となるため、繊維同志の空隙部を通して正極集電
体であるカーボン粒子がｒ１通し、内部短絡を生じる問
題がある。また、これを防ぐため、＠な構造とすると空
隙率の低下を１０き、保持液量の減少、内部抵抗の増大
とへり、放電性能の低下を引起こすので好ましくない。
問題点を解決するための手段
本発明は細い繊維径と太い繊維径のガラス繊維を混合・
不織布化し、太い繊維によって構成される大ぎな空隙中
に互いにカラミ合った細い繊維が分散した構造を有する
ガラス繊維不織布をセパレータとして用いることにより
、毛管現象によるセパレータの保持能力を弱め、液の迅
速な拡散を容易ならしめると共にレバレータの大なる空
隙部を適切に充塞し、高率放電性能の優れた耐内部短絡
性の良好な電池を提供するものである。
不織布化し、太い繊維によって構成される大ぎな空隙中
に互いにカラミ合った細い繊維が分散した構造を有する
ガラス繊維不織布をセパレータとして用いることにより
、毛管現象によるセパレータの保持能力を弱め、液の迅
速な拡散を容易ならしめると共にレバレータの大なる空
隙部を適切に充塞し、高率放電性能の優れた耐内部短絡
性の良好な電池を提供するものである。
ガラス繊維のＩＩｎ径としては、柔軟性、加工性の点か
ら１５ミクロン以下が好ましい。従って本発明における
細いＩＩＩとは４１１１１１径１ミクロン以下が好まし
く、また太い繊維とは繊維径５ミクロン以上、１５ミク
ロン以下が好ましい。両者の重ｆｆ１ｆ１合割合は特に
規定しないが、太い繊維の混合割合が９０％以上では耐
内部短絡性能の点から好ましくなく、また細いｌａ雑の
混合割合が９０％以上でも高率放電性能の上から好まし
くない。従って太いｌ１８Ｉ！と細い繊維、あるいは太
いａｉｍと細い繊維とその中間の繊維の混合割合は太い
繊維が１０％から９０％、細い繊維が１０％以上９０％
以下の範囲であることが好ましい。
ら１５ミクロン以下が好ましい。従って本発明における
細いＩＩＩとは４１１１１１径１ミクロン以下が好まし
く、また太い繊維とは繊維径５ミクロン以上、１５ミク
ロン以下が好ましい。両者の重ｆｆ１ｆ１合割合は特に
規定しないが、太い繊維の混合割合が９０％以上では耐
内部短絡性能の点から好ましくなく、また細いｌａ雑の
混合割合が９０％以上でも高率放電性能の上から好まし
くない。従って太いｌ１８Ｉ！と細い繊維、あるいは太
いａｉｍと細い繊維とその中間の繊維の混合割合は太い
繊維が１０％から９０％、細い繊維が１０％以上９０％
以下の範囲であることが好ましい。
尚、ガラス繊維不織布は通常３〜７％のポリビニルアル
コールやアクリル樹脂をバインダーとして含んでいるが
、このようなバインダーはガラスｍ粗表面に付着し、特
に繊維同志の接点で膜状に拡がり、ガラス繊維不織布の
空隙部を覆うため、セパレータの電気抵抗増大の原因と
なり、更に貯蔵中・にオキシハライドと反応して塩化水
素等を発生するので、貯蔵中の電池内圧上昇や放電性能
劣化の原因となり好ましくない。従ってガラス不織布は
全くバインダーを含まないものが要求される。
コールやアクリル樹脂をバインダーとして含んでいるが
、このようなバインダーはガラスｍ粗表面に付着し、特
に繊維同志の接点で膜状に拡がり、ガラス繊維不織布の
空隙部を覆うため、セパレータの電気抵抗増大の原因と
なり、更に貯蔵中・にオキシハライドと反応して塩化水
素等を発生するので、貯蔵中の電池内圧上昇や放電性能
劣化の原因となり好ましくない。従ってガラス不織布は
全くバインダーを含まないものが要求される。
実 施 例 Ｉ
繊維１０．２〜０．８μ、平均繊維径０．５μのガラス
繊維と、繊維径５〜１０μ、平均繊維径７μのガラスＩ
ＩＭを重量比で３ニアのｇＪ合で混合し、バインダーを
用いずに不織布化した厚み０．４５ｍ５．目付ｆｆ１ｆ
ｆｉ６０（１／ｎｉのガラス繊維不織布をセパレータと
して用い、第１図に示す直径７５ａ＋ｓ、厚み１０１１
ｍの円盤形状の塩化ヂＡニル・リチウム電池を製作した
。
繊維と、繊維径５〜１０μ、平均繊維径７μのガラスＩ
ＩＭを重量比で３ニアのｇＪ合で混合し、バインダーを
用いずに不織布化した厚み０．４５ｍ５．目付ｆｆ１ｆ
ｆｉ６０（１／ｎｉのガラス繊維不織布をセパレータと
して用い、第１図に示す直径７５ａ＋ｓ、厚み１０１１
ｍの円盤形状の塩化ヂＡニル・リチウム電池を製作した
。
第１図において、１はカーボンブラックとテフロンバイ
ンダーより成る多孔度８５％の正極！＄！？１体で、ニ
ッケル製エキスバンドメタルグリッドに保持されている
。２はリチウムより成る負極でニッケル製エキスバンド
メタルグリッドと一体化されている。３は本発明による
ガラス繊維不織布より成るセパレータで、正極集電体１
と負極２を隔離すると共にその空隙中に電解液兼正極活
物質である塩化チオニルを保持している。４はＳ ＬＪ
Ｈ４４６より成る負極端子で負極板２とはステンレス
製リード片５のバネ作用により電気的に接続されている
。６はＳ Ｕ Ｓ ３０４より成るケースで正極端子を
兼ね、正極集電体とはニッケル製リード片７によりスポ
ット溶接されている。ケースは周−辺を溶接され、且つ
負極端子５とはガラスシール８により絶縁・気密封止さ
れているので、電池は完全密封構造となっている。
ンダーより成る多孔度８５％の正極！＄！？１体で、ニ
ッケル製エキスバンドメタルグリッドに保持されている
。２はリチウムより成る負極でニッケル製エキスバンド
メタルグリッドと一体化されている。３は本発明による
ガラス繊維不織布より成るセパレータで、正極集電体１
と負極２を隔離すると共にその空隙中に電解液兼正極活
物質である塩化チオニルを保持している。４はＳ ＬＪ
Ｈ４４６より成る負極端子で負極板２とはステンレス
製リード片５のバネ作用により電気的に接続されている
。６はＳ Ｕ Ｓ ３０４より成るケースで正極端子を
兼ね、正極集電体とはニッケル製リード片７によりスポ
ット溶接されている。ケースは周−辺を溶接され、且つ
負極端子５とはガラスシール８により絶縁・気密封止さ
れているので、電池は完全密封構造となっている。
電解液は塩化チオニルに四塩化アルミン酸リチウムを溶
解させたものであり、塩化チオニルは正極活物質を兼ね
る。電解液はセル中の全空間の８５〜９５％相当■であ
り、正極集電板、セパレータその他の空間部に保持ある
いは滞溜している。放電の進行に伴って１掩集電体表面
の塩化チオニルは消耗するが、セパレークあるいはその
他の空間中の塩化チオニルがヒバレータ中を拡散し、こ
れを補っている。
解させたものであり、塩化チオニルは正極活物質を兼ね
る。電解液はセル中の全空間の８５〜９５％相当■であ
り、正極集電板、セパレータその他の空間部に保持ある
いは滞溜している。放電の進行に伴って１掩集電体表面
の塩化チオニルは消耗するが、セパレークあるいはその
他の空間中の塩化チオニルがヒバレータ中を拡散し、こ
れを補っている。
実 施 例 ■
Ｉｌｉ維径が０．１〜０．７μ、平均繊維径０．４μの
ガラス繊維と、Ｍａｎ径が０．９〜６μ、平均繊維径３
μのガラス繊維と、繊維径が７〜１２μ、平均！Ｉ維径
９μの３種類のガラス繊維をそれぞれ４：３：３の割合
で混合し、バインダーを用いることなく不織布化シＴ
Ｌ’７ タ、Ｊｉｌ Ｏ，４５１１＋１ 、 目付型５
ａ６００／＋＋ｔのガラス繊維不織布をセパレークとし
て用い、第１図に示す塩化チオニル・リチウム電池を作
製した。
ガラス繊維と、Ｍａｎ径が０．９〜６μ、平均繊維径３
μのガラス繊維と、繊維径が７〜１２μ、平均！Ｉ維径
９μの３種類のガラス繊維をそれぞれ４：３：３の割合
で混合し、バインダーを用いることなく不織布化シＴ
Ｌ’７ タ、Ｊｉｌ Ｏ，４５１１＋１ 、 目付型５
ａ６００／＋＋ｔのガラス繊維不織布をセパレークとし
て用い、第１図に示す塩化チオニル・リチウム電池を作
製した。
発明の効果
上述の如き構成の実施例工に基く電池（△）および実施
例■に基く電池（Ｂ）を各１００個製作製、内部短絡発
生率を調べた。その結果、内部短絡発生は共にＯであり
、全く内部短絡の発生は見られなかった。また、これら
の電池性能を調べるため電池作成復、６０℃で２０日間
貯蔵し、次いで５１Ｔｌ△／ｃｎｆの定電流放電を行っ
た。
例■に基く電池（Ｂ）を各１００個製作製、内部短絡発
生率を調べた。その結果、内部短絡発生は共にＯであり
、全く内部短絡の発生は見られなかった。また、これら
の電池性能を調べるため電池作成復、６０℃で２０日間
貯蔵し、次いで５１Ｔｌ△／ｃｎｆの定電流放電を行っ
た。
比較のため、従来のガラス繊維径０．１〜１．０μ。
平均繊維径０．６μ、Ｊ＋７み０．４５１１１１１１
、目付Ｂｌ）ｆｉ６０ｇ／′ｄ、バインダーとしてアク
リル樹脂６％含打のガラス繊維不織布をセパレータとし
て用いて作成した上記実施例と同一構造の電池（Ｃ）に
ついても同一の試験を行った。その結果を第２図および
第３図に示す。
、目付Ｂｌ）ｆｉ６０ｇ／′ｄ、バインダーとしてアク
リル樹脂６％含打のガラス繊維不織布をセパレータとし
て用いて作成した上記実施例と同一構造の電池（Ｃ）に
ついても同一の試験を行った。その結果を第２図および
第３図に示す。
本発明電池（Ａ）および（１３）と従来電池（Ｃ）を比
較すると、充電初１１の電圧落込みが箸しく改善され、
さらに平坦電圧、放電容量とも向上しているのが判る。
較すると、充電初１１の電圧落込みが箸しく改善され、
さらに平坦電圧、放電容量とも向上しているのが判る。
また、貯蔵による電池フクレも０．２＋ｕ以下になり、
従来の１１５以下と茗しく向上した。
従来の１１５以下と茗しく向上した。
以上詳述したように、本発明の如き構造の８９２１１ｍ
不織布をセパレータとして用いることにより、塩化チオ
ニルの拡散が容易となり、高率放電−特性に優れた電池
を得ることができた。また、バインダーを用いないこと
により貯蔵中の電池フクレがなく、且つ電圧遅延の少な
い電池を１りることができた。
不織布をセパレータとして用いることにより、塩化チオ
ニルの拡散が容易となり、高率放電−特性に優れた電池
を得ることができた。また、バインダーを用いないこと
により貯蔵中の電池フクレがなく、且つ電圧遅延の少な
い電池を１りることができた。
第１図は本発明非水電池の一実施例を示す断面図、第２
図は本発明電池および従来電池の比較放電特性図、第３
図は本発明電池および従来電池の貯蔵中の電池のフクレ
比較図である。 １・・・・−・１穫集電体 ２・・・・・・負極３・
・・・・・セパレータ ６・・・・・・ケースズ １
因
図は本発明電池および従来電池の比較放電特性図、第３
図は本発明電池および従来電池の貯蔵中の電池のフクレ
比較図である。 １・・・・−・１穫集電体 ２・・・・・・負極３・
・・・・・セパレータ ６・・・・・・ケースズ １
因
Claims (3)
- （１）正極活物質としてオキシハライドを、負極に活性
金属を用いる非水電池において、繊維径の異なる２種以
上のガラス繊維を混合して成る不織布をセパレータに用
いたことを特徴とする非水電池。 - （２）繊維径が１ミクロン以下のガラス繊維と５ミクロ
ン以上１５ミクロン以下のガラス繊維を混合・共存させ
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非水電
池。 - （３）不織布が全くバインダーを含まないことを特徴と
する特許請求の範囲第（１）項記載の非水電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61097676A JPS62254357A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 非水電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61097676A JPS62254357A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 非水電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62254357A true JPS62254357A (ja) | 1987-11-06 |
Family
ID=14198610
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61097676A Pending JPS62254357A (ja) | 1986-04-25 | 1986-04-25 | 非水電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62254357A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5273843A (en) * | 1989-11-15 | 1993-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous inorganic electrolyte cell |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5199236A (ja) * | 1975-02-26 | 1976-09-01 | Yuasa Battery Co Ltd | |
| JPS5444723A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-09 | Yuasa Battery Co Ltd | Separator for storage battery |
-
1986
- 1986-04-25 JP JP61097676A patent/JPS62254357A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5199236A (ja) * | 1975-02-26 | 1976-09-01 | Yuasa Battery Co Ltd | |
| JPS5444723A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-09 | Yuasa Battery Co Ltd | Separator for storage battery |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5273843A (en) * | 1989-11-15 | 1993-12-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Non-aqueous inorganic electrolyte cell |
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