JPS63308869A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPS63308869A JPS63308869A JP14328187A JP14328187A JPS63308869A JP S63308869 A JPS63308869 A JP S63308869A JP 14328187 A JP14328187 A JP 14328187A JP 14328187 A JP14328187 A JP 14328187A JP S63308869 A JPS63308869 A JP S63308869A
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
-
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Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、非水電解液電池に関し、さらに詳しくは、重
負荷放電特性が優れている非水電解液電池に関する。
負荷放電特性が優れている非水電解液電池に関する。
(従来の技術)
近年、エネルギー密度が大きく貯蔵性能が優れた電池と
して、非水電解液電池が注目されている。このような非
水電解液電池の1例を第2図に示す。
して、非水電解液電池が注目されている。このような非
水電解液電池の1例を第2図に示す。
図において、正極端子を兼ねる正極缶(1)内には、正
極(2)が着設収納されている。この正極は、酸化銅、
二硫化鉄、二酸化マンガン等を活物質とし、これが導電
材および結着剤と共に混合され、例えばベレット状に成
形されたものである。導電材としては、例えば黒鉛粉末
、結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン
が用いられる。この正極(2)上にはポリプロピレン酸
の不織布からなるセパレータ(3)を介して負極(5)
が積層されている。
極(2)が着設収納されている。この正極は、酸化銅、
二硫化鉄、二酸化マンガン等を活物質とし、これが導電
材および結着剤と共に混合され、例えばベレット状に成
形されたものである。導電材としては、例えば黒鉛粉末
、結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン
が用いられる。この正極(2)上にはポリプロピレン酸
の不織布からなるセパレータ(3)を介して負極(5)
が積層されている。
セパレータ(3)には、電解液が保持されており、電解
液としては、プロピレンカーポネート、1.2−ジメト
キシエタン、γ−ブチロラクトン等の非水(有機)溶媒
に、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム等の電解質
を、濃度0.4〜1.0モル/見で溶解せしめたものが
用いられる。
液としては、プロピレンカーポネート、1.2−ジメト
キシエタン、γ−ブチロラクトン等の非水(有機)溶媒
に、過塩素酸リチウム、過塩素酸ナトリウム等の電解質
を、濃度0.4〜1.0モル/見で溶解せしめたものが
用いられる。
負極(5)は活物質が、リチウム、ナトリウム等の軽金
属であり、これらの金属のフォイルから所定の形状に打
ち抜かれた箔体が使用されている。
属であり、これらの金属のフォイルから所定の形状に打
ち抜かれた箔体が使用されている。
さらに、正極端子を兼ねる正極缶(1)の開口部に絶縁
バッキング(封口体)(6)を介して、負極端子を兼ね
る負極缶(4)が冠着され、両極缶(1,4)内に、正
極(2)、セパレータ(3)および負極(5)が、気密
に封口されている。このときの絶縁バッキング(封口体
)としては、例えばポリオレフィン系樹脂、ポリテトラ
フルオロエチレン等が用いられる。
バッキング(封口体)(6)を介して、負極端子を兼ね
る負極缶(4)が冠着され、両極缶(1,4)内に、正
極(2)、セパレータ(3)および負極(5)が、気密
に封口されている。このときの絶縁バッキング(封口体
)としては、例えばポリオレフィン系樹脂、ポリテトラ
フルオロエチレン等が用いられる。
(発明が解決しようとする問題点)
しかしながら、従来の軽金属箔体を用いた場合は、電池
反応に寄与する反応面積が小さいため、重負荷放電特性
が充分に優れているとはいえない。しかも、負極の製造
に際しては、フォイルに打ち抜き加工を施すため端材が
出やすい。このようなことは、ボタン型電池の場合のよ
うに、負極形状がディスク状の場合に特に顕著であり、
平均して約20%もの部分が使用されず無駄となり、負
極の製造得率が低くなる。
反応に寄与する反応面積が小さいため、重負荷放電特性
が充分に優れているとはいえない。しかも、負極の製造
に際しては、フォイルに打ち抜き加工を施すため端材が
出やすい。このようなことは、ボタン型電池の場合のよ
うに、負極形状がディスク状の場合に特に顕著であり、
平均して約20%もの部分が使用されず無駄となり、負
極の製造得率が低くなる。
本発明は、従来のような箔体である負極における、上記
したような問題点を解消し、重負荷放電特性が優れ、し
かも負極の製造得率が高い非水電解液電池の提供を目的
とする。
したような問題点を解消し、重負荷放電特性が優れ、し
かも負極の製造得率が高い非水電解液電池の提供を目的
とする。
木発明者は上記問題点を解決すべく鋭意研究を重ねる過
程で、重負荷放電特性を向上せしめるためには、正極、
負極の電池反応に寄与する反応面積を大たちしめること
が有効であるとの事実に着目し、そして、そのためには
負極を粉粒の集合体とすればよいとの着想を抱くに到っ
た。しかも、負極の構成素材を粉粒とすることによって
、従来の打ち抜き加工時におけるフォイルの無駄も解消
しうるとの効果が得られることも確認し、本発明の非水
電解液電池を開発するに到った。
程で、重負荷放電特性を向上せしめるためには、正極、
負極の電池反応に寄与する反応面積を大たちしめること
が有効であるとの事実に着目し、そして、そのためには
負極を粉粒の集合体とすればよいとの着想を抱くに到っ
た。しかも、負極の構成素材を粉粒とすることによって
、従来の打ち抜き加工時におけるフォイルの無駄も解消
しうるとの効果が得られることも確認し、本発明の非水
電解液電池を開発するに到った。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段)
すなわち、本発明は、負極が軽金属粉粒または軽金属合
金粉粒の集合体であることを特徴とする。
金粉粒の集合体であることを特徴とする。
本発明の電池は、負極の形態にのみ特徴を有するもので
あって、電池の他の構成部材および相互の結合関係など
は、上述した従来の非水電解液電池の場合と何ら変るこ
とはない。
あって、電池の他の構成部材および相互の結合関係など
は、上述した従来の非水電解液電池の場合と何ら変るこ
とはない。
本発明にかかる軽金属または軽金属合金は、いずれも活
物質として機能するものであり、軽金属の場合は、例え
ば、リチウム、ナトリウム等を挙げることができる。特
に、リチウムは好適である。また、軽金属合金としては
、上記した各軽金属を組合わせ調製した合金、または、
これら上記軽金属もしくは上記軽金属の合金とアルミニ
ウム、インジウム、ガリウム等のような他の金属とを組
合わせてなる合金が挙げられる。特に、リチウムとアル
ミニウムとの合金は好適である。
物質として機能するものであり、軽金属の場合は、例え
ば、リチウム、ナトリウム等を挙げることができる。特
に、リチウムは好適である。また、軽金属合金としては
、上記した各軽金属を組合わせ調製した合金、または、
これら上記軽金属もしくは上記軽金属の合金とアルミニ
ウム、インジウム、ガリウム等のような他の金属とを組
合わせてなる合金が挙げられる。特に、リチウムとアル
ミニウムとの合金は好適である。
Li−A1合金の場合、リチウムに対するアルミニウム
の割合は40〜80重量%であることが好ましい、他の
金属が40重量%より少ないと粉粒の集合体を維持し難
くなり、80重量%より多い場合は、合金それ自体の活
量が低下するからである。
の割合は40〜80重量%であることが好ましい、他の
金属が40重量%より少ないと粉粒の集合体を維持し難
くなり、80重量%より多い場合は、合金それ自体の活
量が低下するからである。
本発明にかかる負極は、上記したような軽金属または軽
金属合金の粉粒を後述するような方法で集合(凝集)せ
しめた集合体であり、各粉粒がいわば“おこし”のよう
に集合しているものである。
金属合金の粉粒を後述するような方法で集合(凝集)せ
しめた集合体であり、各粉粒がいわば“おこし”のよう
に集合しているものである。
この集合体において、各粉粒はそれぞれがその独自の粉
粒形状を基本的に維持し、各接触界面でのみ相互に結着
し、全体としては比較的多孔状態にある。
粒形状を基本的に維持し、各接触界面でのみ相互に結着
し、全体としては比較的多孔状態にある。
この場合、集合体の多孔度は一概に特定できないが、5
〜40%程度であればよい、多孔度が大きすぎるとそも
そちが、活物質の量が少ないために電池の放電寿命が短
くなり、また多孔度が小さすぎると、電池反応に寄与す
る反応面積は小さくなって、重負荷放電特性の向上に寄
与しないからである。好ましくは10〜30%である。
〜40%程度であればよい、多孔度が大きすぎるとそも
そちが、活物質の量が少ないために電池の放電寿命が短
くなり、また多孔度が小さすぎると、電池反応に寄与す
る反応面積は小さくなって、重負荷放電特性の向上に寄
与しないからである。好ましくは10〜30%である。
このような集合体は、例えば軽金属がリチウムの場合に
は、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中でリチウム箔を
切断後、造粒機で粉粒にするか、軽金属合金がリチウム
−アルミニウムの場合には、溶融・冷却後のインゴット
を粉砕機で粉砕して製造した粉粒を負極缶の中に流入し
、これを所定の比で加圧成形して製造することができる
。この場合、粉粒の平均粒径は、それがあまり小さいと
粉粒状のまま成形するのが困難となり、逆に大きすぎる
と表面積の寄与が減少するので、通常10〜300−で
あることが好ましい。
は、窒素、アルゴン等の不活性雰囲気中でリチウム箔を
切断後、造粒機で粉粒にするか、軽金属合金がリチウム
−アルミニウムの場合には、溶融・冷却後のインゴット
を粉砕機で粉砕して製造した粉粒を負極缶の中に流入し
、これを所定の比で加圧成形して製造することができる
。この場合、粉粒の平均粒径は、それがあまり小さいと
粉粒状のまま成形するのが困難となり、逆に大きすぎる
と表面積の寄与が減少するので、通常10〜300−で
あることが好ましい。
また、加圧成形時に適用する圧は、成形後得られた負極
成形体が、上記した多孔度となるように選定する。例え
ば、平均粒径45−のLi粉を用いた場合、1〜30
kg/ c+*2程度の圧である。
成形体が、上記した多孔度となるように選定する。例え
ば、平均粒径45−のLi粉を用いた場合、1〜30
kg/ c+*2程度の圧である。
[実施例]
実施例
(1)正極の製造
酸化銅の粉末140g、黒鉛粉末20gおよびポリテト
ラフルオロエチレン2gを混合し、得られた混合物0.
06gを25℃、5 kg/ ays2でベレット状に
加圧成形し、正極とした。
ラフルオロエチレン2gを混合し、得られた混合物0.
06gを25℃、5 kg/ ays2でベレット状に
加圧成形し、正極とした。
(2)負極の製造
リチウム60重量%およびアルミニウム40重量%から
なるリチウム−アルミニウム合金50gのインゴットを
粉砕機により粉末化し、平均粒径45−の粉末とした。
なるリチウム−アルミニウム合金50gのインゴットを
粉砕機により粉末化し、平均粒径45−の粉末とした。
この粉末o 、05gを負極缶の中に流入し、15 k
g/ am2の圧で圧着成形した。このときの負極の多
孔度は25%であった。
g/ am2の圧で圧着成形した。このときの負極の多
孔度は25%であった。
(3)電池の組立て
ステンレス鋼製の正極缶の中に上述した正極を着設し、
その上に、ポリプロピレン不織布からなり、プロピレン
カーボネートと1.2−ジメトキシエタン1:1(容量
比)の混合溶媒に過塩素酸リチウムを1モル/交の濃度
で溶解した電解液が含浸保持されているセパレータを載
置し、さらにその上に前述の負極が圧着された負極缶を
冠着した。負極缶の周縁にポリプロピレンからなるバッ
キングを充填し、正極缶の開口端をかしめて、第1図に
示したようなボタン型非水電解液電池を組立てた。
その上に、ポリプロピレン不織布からなり、プロピレン
カーボネートと1.2−ジメトキシエタン1:1(容量
比)の混合溶媒に過塩素酸リチウムを1モル/交の濃度
で溶解した電解液が含浸保持されているセパレータを載
置し、さらにその上に前述の負極が圧着された負極缶を
冠着した。負極缶の周縁にポリプロピレンからなるバッ
キングを充填し、正極缶の開口端をかしめて、第1図に
示したようなボタン型非水電解液電池を組立てた。
(4)低温重負荷特性試験
製作した電池に5にΩの定抵抗負荷を接続し、−10℃
にて4 、8 rasec/ secのパルスをかけ、
低温重負荷特性を調べた。その結果を第1表に示す。
にて4 、8 rasec/ secのパルスをかけ、
低温重負荷特性を調べた。その結果を第1表に示す。
比較例
負極を板状のリチウムから打ち抜き、その容量が実施例
1の粉末状リチウム合金を負極缶に圧着したときのもの
と同容量になるようにした以外は、実施例1と同様にし
て、ボタン型非水電解液電池を組立゛て、実施例1と同
一の条件で、低温重負荷特性試験を行なった。その結果
も第1表に示す。
1の粉末状リチウム合金を負極缶に圧着したときのもの
と同容量になるようにした以外は、実施例1と同様にし
て、ボタン型非水電解液電池を組立゛て、実施例1と同
一の条件で、低温重負荷特性試験を行なった。その結果
も第1表に示す。
本実施例による電池は比較例による電池に比べ、開路電
圧は若干低いが、閉路電圧は高く、その差が小さいこと
から重負荷放電に優れていることがわかる。
圧は若干低いが、閉路電圧は高く、その差が小さいこと
から重負荷放電に優れていることがわかる。
[発明の・効果コ
本発明の非水電解液電池を使用した場合、粉末状態の軽
金属またはその合金を負極に用いているので、負極の表
面積が大きくなり、電池の重負荷特性が有利となる。ま
た、負極に粉末状態の軽金属合金を用いた場合には、取
扱いが容易であり、さらに、電池組立て後の初期電圧を
放電電位に近づけるための、予備放電等の操作を必要と
しない。また、従来では、軽金属のフォイルを打ち抜い
ていたので無駄な端材が出ていたが、その無駄がなくな
り、コスト面でも、作業性の面でも優れている。
金属またはその合金を負極に用いているので、負極の表
面積が大きくなり、電池の重負荷特性が有利となる。ま
た、負極に粉末状態の軽金属合金を用いた場合には、取
扱いが容易であり、さらに、電池組立て後の初期電圧を
放電電位に近づけるための、予備放電等の操作を必要と
しない。また、従来では、軽金属のフォイルを打ち抜い
ていたので無駄な端材が出ていたが、その無駄がなくな
り、コスト面でも、作業性の面でも優れている。
第1図は本発明の一実施例であるボタン型非水電解液電
池の縦断面図であり、第2図は比較例による従来型の非
水電解゛液電池の縦断面図である。 1・・・正極缶 2・・・正極 3・・・セパレータ 4・・・電極缶 5・・・負極(軽金属箔) 5′・・・負極(軽金属またはその合金の粉粒集合体)
池の縦断面図であり、第2図は比較例による従来型の非
水電解゛液電池の縦断面図である。 1・・・正極缶 2・・・正極 3・・・セパレータ 4・・・電極缶 5・・・負極(軽金属箔) 5′・・・負極(軽金属またはその合金の粉粒集合体)
Claims (4)
- (1)負極が軽金属粉粒または軽金属合金粉粒の集合体
であることを特徴とする非水電解液電池。 - (2)該軽金属が、リチウムおよびナトリウムの群から
選ばれる1種である特許請求の範囲第1項記載の非水電
解液電池。 - (3)該軽金属合金が、リチウム、ナトリウム、アルミ
ニウム、インジウムおよびガリウムの群から選ばれる2
種以上の金属の合金である特許請求の範囲第1項記載の
非水電解液電池。 - (4)該粉粒の平均粒径が、10〜300μmである特
許請求の範囲第1項記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14328187A JPS63308869A (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14328187A JPS63308869A (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63308869A true JPS63308869A (ja) | 1988-12-16 |
Family
ID=15335089
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14328187A Pending JPS63308869A (ja) | 1987-06-10 | 1987-06-10 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63308869A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0855752A3 (en) * | 1997-01-28 | 2001-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrode structural body, rechargeable battery provided with said electrode structural body, and process for the production of said electrode structural body and said rechargeable battery |
WO2022270138A1 (ja) | 2021-06-22 | 2022-12-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 巻回型非水電解質電池 |
-
1987
- 1987-06-10 JP JP14328187A patent/JPS63308869A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0855752A3 (en) * | 1997-01-28 | 2001-10-10 | Canon Kabushiki Kaisha | Electrode structural body, rechargeable battery provided with said electrode structural body, and process for the production of said electrode structural body and said rechargeable battery |
WO2022270138A1 (ja) | 2021-06-22 | 2022-12-29 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 巻回型非水電解質電池 |
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