JP2563409B2 - 有機電解質電池 - Google Patents

有機電解質電池

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、有機電解質電池の改良に関するものであ
る。
従来の技術 リチウムを活物質とする有機電解質電池は、高エネル
ギー密度を有するところから、電子ウォッチをはじめ各
種の小型電子機器用電源として注目されている。しかし
ながら、金属リチウムは、非常に活性なため、リチウム
表面へのリチウム化合物膜の形成による内部抵抗の上昇
があり、さらに放電の進行に伴なってリチウム表面積の
低下による内部抵抗の上昇がみられる。このために、電
子ウォッチなどのパルス放電を行なうと、閉路電圧の低
下が大きくなり、電池容量を最後まで有効に使用できな
くなる。
このような欠点を解消するために、リチウム表面にア
ルミニウム箔をはりつけ、合金属の形成により発生する
負極の微細化状態やシワ状態により負極表面積を増大さ
せ、内部抵抗を低下させるという提案がなされている。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、通常のアルミニウム箔を使用するとア
ルミニウム箔の体積分の電解液が減少するため、電池の
反応効率が落ち、容量低下をまねくばかりでなく、放電
末期ではパルス放電特性の低下がおこる。また、通常の
アルミニウム箔では、リチウムとの接触面積が小さいた
め、合金化が均一に進まず、正極との対向面の合金層は
粒子が粗く、負極表面積の増加も少ないため、パルス特
性も満足いくものが得られない。さらにはアルミニウム
箔の厚みが厚くなると、アルミニウム合金化されずに残
り、リチウムの反応を阻害して放電容量を低下させる等
の問題があった。
本発明は上記のような問題点を解消し、電解液の減少
を少なくし、合金化を均一にして内部抵抗が低く、パル
ス放電にすぐれた有機電解質電池を提供することを目的
とする。
問題点を解決するための手段 このような問題点を解決するために本発明は、あらか
じめ焼鈍、好ましくは250℃以上で焼鈍されたアルミニ
ウム箔に電気化学的エッチング法でトンネルピットを設
け、これを負極のリチウム反応表面に載置して電池を構
成したものである。
作用 このアルミニウム箔を使用して電池を構成することに
より、アルミニウム箔内部のトンネルピット中に電解液
が浸透し、電解液の減少を防いで、反応効率の低下を防
ぐ。また、アルミニウム箔の表面積がトンネルピットに
より増大することにより、アルミニウムとリチウムとの
合金化のスピードが早、均一で、微細な粒子状の合金層
を得ることができ、アルミニウム箔を厚くする場合にお
いても合金化されないアルミニウム部分が発生すること
がなくなり、内部抵抗が低くパルス放電特性にすぐれ、
安定した放電特性を得ることが可能となる。
実 施 例 以下、本発明の実施例を説明する。
第１図はリチウム一酸化銅系のボタン型有機電解質電
池を示す。第１図において、１は厚さ0.2mmの片面にニ
ッケルメッキしたステンレス鋼板を打ち抜き加工した正
極ケース、２は厚さ0.2mmの片面ニッケルメッキを施し
たステンレス鋼製封口板、３は負極活物質の金属リチウ
ムで、封口板２の内面の凹凸部に圧着固定されている。
４は酸化銅を主成分とする活物質に導電材としての黒鉛
と結着剤とを混合して成形し、これを正極ケースに位置
させ、断面Ｌ字状のステンレス製正極リング５とともに
加圧圧着した正極、６は本発明によるアルミニウム箔
で、あらかじめ300℃で焼鈍したアルミニウム箔を電気
化学的にエッチングし、貫通形のトンネルピットを有し
ている。焼鈍はアルミニウム箔の酸化防止のため窒素雰
囲気中で行なった。通常冷間圧延された硬質箔では、複
雑な転位セルが存在するが、250℃以上で焼鈍すること
により再結晶粒子が成長し、エッチングの際に、表面く
ずれが少なく箔面に対して垂直でピット数の多い箔が得
られる。箔の厚みは40μｍを使用した。７はポリプロピ
レン製のセパレータ８はポリプロピレン製のガスケット
である。電解液には、炭酸プロピレンと、１−２ジメト
キシエタンとの混合有機溶媒に、過塩素酸リチウムを溶
解した液を使用し電池サイズは、外径9.5mm,高さ2.7mm
とした。
第２図イ，ロは、本発明によるアルミニウム箔の表面
の金属組織と断面の金属組織を示す写真である。
第３図は上記サイズの電池を温度20℃下で30KΩの負
荷をつないで放電した場合の特性を示す。図中Ａは、本
発明のアルミニウム箔を使用した電池、Ｂは通常のアル
ミニウム箔を使用した電池、Ｃはアルミニウム箔を使用
しない電池の放電曲線である。
第４図は、−10℃下で5KΩの負荷を毎秒7.8msecか
け、72時間後の閉路電圧を放電深度別に示したもので、
図中Ａは本発明のアルミニウム箔を使用した電池、Ｂは
通常のアルミニウム箔を使用した電池、Ｃはアルミニウ
ム箔を使用しない電池である。
なお実施例では、正極活物質に酸化銅を使用した例に
ついて述べたが、正極にフッ化黒鉛，二酸化マンガン，
硫化鉄，酸化ビスマス等を使用した場合でも同様な効果
が得られた。
発明の効果 以上のように、あらかじめ250℃以上で焼鈍されたア
ルミニウム箔を電気化学的エッチングでトンネルピット
を設け、これを負極リチウムの反応表面に載置すること
によって、放電中の内部抵抗が低く、パルス特性にすぐ
れた有機電解質電池が得られた。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例による有機電解質電池の縦断面
図、第２図イは本発明によるアルミニウム箔の表面の金
属組織を示す写真、第２図ロは同アルミニウム箔の断面
の金属組織を示す写真、第３図は放電カーブを示す図、
第４図は放電深度別の閉路電圧を示す図である。 １……正極ケース、２……封口板、３……負極、４……
正極、５……正極リング、６……アルミニウム箔、７…
…セパレータ、８……ガスケット。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リチウムを活物質とする負極と、有機電解
    質と正極とからなる電池であって、負極の反対側表面
    に、電気化学的エッチング法による貫通形のトンネルピ
    ットを有するアルミニウム箔を載置したことを特徴とす
    る有機電解質電池。
  2. 【請求項２】電気化学的エッチングを行なうアルミニウ
    ム箔が、あらかじめ焼鈍されたものであることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の有機電解質電池。
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