JPS62272461A - 有機電解質電池 - Google Patents
有機電解質電池Info
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- JPS62272461A JPS62272461A JP61115249A JP11524986A JPS62272461A JP S62272461 A JPS62272461 A JP S62272461A JP 61115249 A JP61115249 A JP 61115249A JP 11524986 A JP11524986 A JP 11524986A JP S62272461 A JPS62272461 A JP S62272461A
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- Japan
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- battery
- active material
- positive electrode
- lithium
- organic electrolyte
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/669—Steels
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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
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/14—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors
- H01M50/145—Primary casings; Jackets or wrappings for protecting against damage caused by external factors for protecting against corrosion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
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-
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/124—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material having a layered structure
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- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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】
３、発明の詳細な説明
産業上の利用分野
本発明は、ハロゲン化金属、金属酸化物および非金属フ
ッ化物よりなる群から選択した正極活物質と、リチウム
など軽金属からなる負極活物質と、有機電解液とからな
る有機電解質電池に関するものである。
ッ化物よりなる群から選択した正極活物質と、リチウム
など軽金属からなる負極活物質と、有機電解液とからな
る有機電解質電池に関するものである。
従来の技術
一般に有機電解質電池は、高エネルギー密度を有し、小
形化、軽量化が可能であり、漏液してくいため、他の系
の電池に代わり、小形電子卓上計算機、電子腕時計、マ
イクロコンピュータのメモリーバックアップなどの精密
機器の電源として、現在広く用いられている。
形化、軽量化が可能であり、漏液してくいため、他の系
の電池に代わり、小形電子卓上計算機、電子腕時計、マ
イクロコンピュータのメモリーバックアップなどの精密
機器の電源として、現在広く用いられている。
この電池における負極活物質の軽金属としては、一般に
リチウムが主に用いられており、正極活物質としてはフ
ッ化銅、フッ化銀、塩化銅などのハロゲン化金属、二酸
化マンガン、三酸化モリブデン、五酸化バナジウムなど
の金属酸化物、フッ化炭素などの非金属フッ化物が用い
られている。又、電解液としては炭酸プロピレン、γ−
ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、ジオキシ
ソランなどのうち一種類あるいは二種類以上の混合物に
導電性をあたえるために過塩素酸リチウム、ポウフッ化
リチウムなどを溶解したものを用いている。
リチウムが主に用いられており、正極活物質としてはフ
ッ化銅、フッ化銀、塩化銅などのハロゲン化金属、二酸
化マンガン、三酸化モリブデン、五酸化バナジウムなど
の金属酸化物、フッ化炭素などの非金属フッ化物が用い
られている。又、電解液としては炭酸プロピレン、γ−
ブチロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、ジオキシ
ソランなどのうち一種類あるいは二種類以上の混合物に
導電性をあたえるために過塩素酸リチウム、ポウフッ化
リチウムなどを溶解したものを用いている。
例えば、上記有機電解質電池の一つの例として第１図に
示す扁平形電池がある。図中１は正極端子を兼ねる電池
ケース、２は負極端子を兼ねる封口板、３は負極活物質
であるリチウム、４はフッ化炭素、導電材及び結着材の
混合物からなる正極、６はポリプロピレン製保液材兼セ
パレータ、６はポリプロピレン製ガスケットである。電
解液としテ炭酸プロピレンと１．２−ジメトキシエタン
との混合物に、ホウフッ化リチウムを溶解させたものが
使用されている。
示す扁平形電池がある。図中１は正極端子を兼ねる電池
ケース、２は負極端子を兼ねる封口板、３は負極活物質
であるリチウム、４はフッ化炭素、導電材及び結着材の
混合物からなる正極、６はポリプロピレン製保液材兼セ
パレータ、６はポリプロピレン製ガスケットである。電
解液としテ炭酸プロピレンと１．２−ジメトキシエタン
との混合物に、ホウフッ化リチウムを溶解させたものが
使用されている。
発明が解決しようとする問題点
このような構成の電池において、正極と電気的に接続さ
れ、かつ電解液と接する部分、つまりこの電池において
電池ケース１の形成材料の選択が大きな問題となる。例
えば乾電池の封口板や電池ケースに用いられるニッケル
メッキ鋼、ニッケル等をこの電池ケース１の材料として
用いると、電池保存期間中にこれら金属が次第に電解液
に溶解し、イオン化傾向の差によりリチウム表面に析出
を起こしてリチウムを溶解させる。この結果、負極活物
質の減少により保存中の容量低下を招き、また負極リチ
ウム表面をより責な電位の金属が覆うため、放電時に抵
抗体となり、放電特性も劣化させる。
れ、かつ電解液と接する部分、つまりこの電池において
電池ケース１の形成材料の選択が大きな問題となる。例
えば乾電池の封口板や電池ケースに用いられるニッケル
メッキ鋼、ニッケル等をこの電池ケース１の材料として
用いると、電池保存期間中にこれら金属が次第に電解液
に溶解し、イオン化傾向の差によりリチウム表面に析出
を起こしてリチウムを溶解させる。この結果、負極活物
質の減少により保存中の容量低下を招き、また負極リチ
ウム表面をより責な電位の金属が覆うため、放電時に抵
抗体となり、放電特性も劣化させる。
さらに、電池ケースが次第に溶解していくために極端な
場合には、電池ケースに穴があくという数々の問題が発
生する。これらの問題を解決するために、貴金属、例え
ば金、白金などの有機電解液中で正極活物質より責な電
位をもつ材料を用いることが試みられ、それによれば上
記した問題は発生しないことが判明したが、実際の電池
製造上においては価格的に極めて高価なものになる。実
用的素材としてチタン、アルミニウムが一応上記の耐腐
食性の点で要求を満足することが判明した。
場合には、電池ケースに穴があくという数々の問題が発
生する。これらの問題を解決するために、貴金属、例え
ば金、白金などの有機電解液中で正極活物質より責な電
位をもつ材料を用いることが試みられ、それによれば上
記した問題は発生しないことが判明したが、実際の電池
製造上においては価格的に極めて高価なものになる。実
用的素材としてチタン、アルミニウムが一応上記の耐腐
食性の点で要求を満足することが判明した。
しかし、チタンは貴金属よりは安価とはいえまだまだ高
価であり、また非常に硬く、脆いために加工性に乏しく
実用性に問題が多い。
価であり、また非常に硬く、脆いために加工性に乏しく
実用性に問題が多い。
一方、アルミニウムは加工性に優れているが電池ケース
に必要な強度を得ることが難しい。
に必要な強度を得ることが難しい。
さらに、以上の材料のそれぞれの欠点を補う材料として
、ニッケルを殆ど含まず、クロムを３０重量形近く含む
鋼を電池ケースに用いることが提案された（特開公５１
−６９１３５号）。この材料を電池ケースに用いると、
耐蝕性、加工性１価格２強度は前記のそれぞれの材料に
比較して一応満足のゆく結果が得られた。
、ニッケルを殆ど含まず、クロムを３０重量形近く含む
鋼を電池ケースに用いることが提案された（特開公５１
−６９１３５号）。この材料を電池ケースに用いると、
耐蝕性、加工性１価格２強度は前記のそれぞれの材料に
比較して一応満足のゆく結果が得られた。
しかし、例えば表−１に示した組成を有する鋼を電池ケ
ースに用いた場合においても、その電池を高温で長期に
保存すると、放電性能および内部のインピーダンスの劣
化が発生することが判明した。
ースに用いた場合においても、その電池を高温で長期に
保存すると、放電性能および内部のインピーダンスの劣
化が発生することが判明した。
表−１
例えば、第１図に示す構造を有し、正極活物質にフッ化
炭素、負極活物質にリチウム、セパレータにポリプロピ
レン製不織布、電解液に炭酸プロピレンと１．２−ジメ
トキシエタンとの混合液にホウフッ化リチウムを溶解し
たものを用い、高さ１、ｅｆｉ、直径２０閣とした扁平
形電池において、表−１に示した鋼を電池ケースに用い
た場合の温度２０℃で３０にΩ負荷での放電性能及び内
部インピーダンスをそれぞれに第２図、第３図に示す。
炭素、負極活物質にリチウム、セパレータにポリプロピ
レン製不織布、電解液に炭酸プロピレンと１．２−ジメ
トキシエタンとの混合液にホウフッ化リチウムを溶解し
たものを用い、高さ１、ｅｆｉ、直径２０閣とした扁平
形電池において、表−１に示した鋼を電池ケースに用い
た場合の温度２０℃で３０にΩ負荷での放電性能及び内
部インピーダンスをそれぞれに第２図、第３図に示す。
第２図において、ａは保存前の放電性能、ｂは６０’Ｃ
Ｉ年間保存後の放電性能である。第３図は保存期間中の
内部インピーダンスの変化を示し、Ｃは２０℃保存の場
合、ｄは６０’Ｃ保存の場合である。
Ｉ年間保存後の放電性能である。第３図は保存期間中の
内部インピーダンスの変化を示し、Ｃは２０℃保存の場
合、ｄは６０’Ｃ保存の場合である。
第２図、第３図に示されるように高温での長期間保存に
おいて性能の劣化が認められた。これらの劣化の主原因
は分析の結果、ケース材料からの溶出成分のリチウム表
面上への析出であることが確認された。このように、ニ
ッケルを殆ど含まず、クロムを３０重冊％近く含有する
鋼を電池ケースに用いた場合にセいても問題がある。
おいて性能の劣化が認められた。これらの劣化の主原因
は分析の結果、ケース材料からの溶出成分のリチウム表
面上への析出であることが確認された。このように、ニ
ッケルを殆ど含まず、クロムを３０重冊％近く含有する
鋼を電池ケースに用いた場合にセいても問題がある。
本発明は、有機電解質電池において、正極活物質と直接
あるいは間接的に接する正極構成部材の腐食を防止する
ことを目的とするものである。
あるいは間接的に接する正極構成部材の腐食を防止する
ことを目的とするものである。
問題点を解決するための手段
すなわち、本発明は有機電解質電池において、正極活物
質と直接あるいは間接的に接する正極構成部材としてニ
ッケルを殆ど含まなく、クロムを１６〜２０重量％、炭
素を０．０１〜０．０３重量％それぞれ含む鋼を用いる
ことを特徴とするものである。
質と直接あるいは間接的に接する正極構成部材としてニ
ッケルを殆ど含まなく、クロムを１６〜２０重量％、炭
素を０．０１〜０．０３重量％それぞれ含む鋼を用いる
ことを特徴とするものである。
作用
この構成とすることで正極構成部材である電池ケースの
耐食性を向上させ高温保存時の性能劣化を防止すること
ができる。
耐食性を向上させ高温保存時の性能劣化を防止すること
ができる。
実施例
以下、本発明をその実施例により詳細に説明する。前記
扁平形有機電解質電池、つまり正極活物質にフッ化炭素
、負極活物質にリチウム、セパレータにポリプロピレン
製不織布、電解液に炭酸プロピレンと１．２−ジメトキ
シエタンの混合液にホウフッ化リチウムを溶解したもの
を用い、高さ１．６１１１１１．直径２０ｒｒｍとした
電池に、表−２に示す組成の本発明の鋼を電池ケースに
用いた場合の放電性能及び内部インピーダンス特性を第
２図、第３図に示す。
扁平形有機電解質電池、つまり正極活物質にフッ化炭素
、負極活物質にリチウム、セパレータにポリプロピレン
製不織布、電解液に炭酸プロピレンと１．２−ジメトキ
シエタンの混合液にホウフッ化リチウムを溶解したもの
を用い、高さ１．６１１１１１．直径２０ｒｒｍとした
電池に、表−２に示す組成の本発明の鋼を電池ケースに
用いた場合の放電性能及び内部インピーダンス特性を第
２図、第３図に示す。
表−２
第２図中、ｅは本発明の鋼を電池ケースに用いた場合の
保存前の放電特性であり、ｆは６０℃における１年間保
存後の性能である。図より明らかなとおりり°ロムを多
く含くむ鋼を電池ケースに用いた場合の性能と比較して
保存後の劣化が小さいことがわかる。
保存前の放電特性であり、ｆは６０℃における１年間保
存後の性能である。図より明らかなとおりり°ロムを多
く含くむ鋼を電池ケースに用いた場合の性能と比較して
保存後の劣化が小さいことがわかる。
また第３図中、ｇは本発明の鋼を電池ケースに用いた場
合の２０℃保存における内部インピーダンスの変化、ｈ
は６０℃保存における内部インピーダンスの変化をそれ
ぞれ示すものである。
合の２０℃保存における内部インピーダンスの変化、ｈ
は６０℃保存における内部インピーダンスの変化をそれ
ぞれ示すものである。
図より明らかなとおり、クロムを多く含くむ鋼を電池ケ
ースに用いた場合の性能と比較して、高温雰囲気中での
保存における内部インピーダンスの劣化が小さいことが
わかる。
ースに用いた場合の性能と比較して、高温雰囲気中での
保存における内部インピーダンスの劣化が小さいことが
わかる。
また、第４図に炭酸プロピレンと１．２−ジメトキシエ
タンの混合液にホウフッ化リチウムを１モル／４溶解し
た電解液中において、炭素を０．０２重量％含んだ鋼の
クロム含有量を変化させ、リチウムに対して２．５ｖの
電位を印加して６０℃で３力月保存した場合の腐食度を
示す。図から明らかなようにクロムの含有量が１６重量
％以上好ましくは２０重量％において耐蝕性の優れてい
ることがわかる。また第５図に上記電解液中においてク
ロムを２０重量形含み、炭素含有量を変化させた鋼をリ
チウムに対して２．５Ｖの電位を印加して６０’Ｃ３力
月保存した場合の腐食度を示す。その結果炭素の含有量
がこれまでよりも少量である０、０１〜０．０３重量％
の範囲で優れた耐蝕性が優れていることがわかる。
タンの混合液にホウフッ化リチウムを１モル／４溶解し
た電解液中において、炭素を０．０２重量％含んだ鋼の
クロム含有量を変化させ、リチウムに対して２．５ｖの
電位を印加して６０℃で３力月保存した場合の腐食度を
示す。図から明らかなようにクロムの含有量が１６重量
％以上好ましくは２０重量％において耐蝕性の優れてい
ることがわかる。また第５図に上記電解液中においてク
ロムを２０重量形含み、炭素含有量を変化させた鋼をリ
チウムに対して２．５Ｖの電位を印加して６０’Ｃ３力
月保存した場合の腐食度を示す。その結果炭素の含有量
がこれまでよりも少量である０、０１〜０．０３重量％
の範囲で優れた耐蝕性が優れていることがわかる。
又、他の電解液組成、例えばγ−ブチロラクトンに１モ
ル／ｌのホウフッ化リチウムを溶解したもの、炭酸プロ
ピレンとジオキシンランとの混合物に１モル／ｌの過塩
素酸リチウムを溶解したものなど、炭酸プロピレン、１
．２−ジメトキシエタン、ジオキシンラン、γ−ブチロ
ラクトン・テトラハイドロフラン、＃酸メチルなどの溶
媒又はその混合溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リ
チウム、塩化アルミニウムなどの溶質を溶解させた電解
液において、多少差異はあるが第４図、第５図と同様な
傾向がみられた、更に本発明の鋼は、強度、加工性及び
価格面において高クロムステンレス鋼より安価でそん色
がなく実際の電池製造上、充分満足し得るものである。
ル／ｌのホウフッ化リチウムを溶解したもの、炭酸プロ
ピレンとジオキシンランとの混合物に１モル／ｌの過塩
素酸リチウムを溶解したものなど、炭酸プロピレン、１
．２−ジメトキシエタン、ジオキシンラン、γ−ブチロ
ラクトン・テトラハイドロフラン、＃酸メチルなどの溶
媒又はその混合溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ化リ
チウム、塩化アルミニウムなどの溶質を溶解させた電解
液において、多少差異はあるが第４図、第５図と同様な
傾向がみられた、更に本発明の鋼は、強度、加工性及び
価格面において高クロムステンレス鋼より安価でそん色
がなく実際の電池製造上、充分満足し得るものである。
発明の効果
このように、本発明の有機電解質電池においては、正極
活物質と直接あるいは間接的に接する正極構成部材の腐
食による電池性能の劣化を防止することができるもので
ある。
活物質と直接あるいは間接的に接する正極構成部材の腐
食による電池性能の劣化を防止することができるもので
ある。
第１図は一般的な扁平形有機電解質電池の断面図、第２
図は放電性能を示した図、第３図は内部インピーダンス
の変化を示した図、第４図、第５図はクロム含有量と腐
食度の関係、及び炭素含有量と腐食度の関係を示した図
である。 １・・・・・・電池ケース、２・・・・・・封口板、３
・・・・・・リチウム負極、４・・・・・・正極、５・
・・・・・保液材兼セパレータ、６・・・・・・ガスケ
ット。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名６°
＝ｖ”ス１ット 第 ２ｆ！１ 故４を特開（ｈ） 第３図 第４図 （ａ ’＃ Ｒｔ ＜を量ｚ） 第５図 ！素令廟童（ｔｊ７．）
図は放電性能を示した図、第３図は内部インピーダンス
の変化を示した図、第４図、第５図はクロム含有量と腐
食度の関係、及び炭素含有量と腐食度の関係を示した図
である。 １・・・・・・電池ケース、２・・・・・・封口板、３
・・・・・・リチウム負極、４・・・・・・正極、５・
・・・・・保液材兼セパレータ、６・・・・・・ガスケ
ット。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名６°
＝ｖ”ス１ット 第 ２ｆ！１ 故４を特開（ｈ） 第３図 第４図 （ａ ’＃ Ｒｔ ＜を量ｚ） 第５図 ！素令廟童（ｔｊ７．）
Claims (1)
- ハロゲン化金属、金属酸化物および非金属フッ化物より
なる群から選択した正極活物質と、有機電解液とを有し
、前記正極活物質と直接あるいは間接的に接する正極構
成部材としてニッケルを殆ど含まなく、クロムを１６〜
２０重量％、炭素を０．０１〜０．０３重量％それぞれ
含む鋼を用いたことを特徴とする有機電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61115249A JPS62272461A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 有機電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61115249A JPS62272461A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 有機電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62272461A true JPS62272461A (ja) | 1987-11-26 |
Family
ID=14658021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61115249A Pending JPS62272461A (ja) | 1986-05-20 | 1986-05-20 | 有機電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62272461A (ja) |
-
1986
- 1986-05-20 JP JP61115249A patent/JPS62272461A/ja active Pending
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