JP2002141072A - オキシハライド−リチウム電池 - Google Patents
オキシハライド−リチウム電池Info
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- JP2002141072A JP2002141072A JP2000337710A JP2000337710A JP2002141072A JP 2002141072 A JP2002141072 A JP 2002141072A JP 2000337710 A JP2000337710 A JP 2000337710A JP 2000337710 A JP2000337710 A JP 2000337710A JP 2002141072 A JP2002141072 A JP 2002141072A
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- Japan
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- separator
- battery
- oxyhalide
- positive electrode
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】オキシハライド−リチウム電池において、電池
製造時等にセパレータ破損などにより内部短絡が発生し
ていた。かかる内部短絡の発生を防止する。 【解決手段】円筒状のオキシハライド−リチウム電池で
あって、多孔質炭素材４と金属集電体５とからなる正極
構成材と、電池容器１とを、電気的に隔離するトップセ
パレータ１０およびボトムセパレータ６に、従来のガラ
ス繊維に代わり、アラミド繊維からなる不織布を用いた
ことによって、これらのセパレータが金属集電体等によ
って破損貫通されるようなことがなくなり、内部短絡の
発生を防止することができる。
製造時等にセパレータ破損などにより内部短絡が発生し
ていた。かかる内部短絡の発生を防止する。 【解決手段】円筒状のオキシハライド−リチウム電池で
あって、多孔質炭素材４と金属集電体５とからなる正極
構成材と、電池容器１とを、電気的に隔離するトップセ
パレータ１０およびボトムセパレータ６に、従来のガラ
ス繊維に代わり、アラミド繊維からなる不織布を用いた
ことによって、これらのセパレータが金属集電体等によ
って破損貫通されるようなことがなくなり、内部短絡の
発生を防止することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はオキシハライド−リ
チウム電池に関し、特に内部短絡の発生を低減したオキ
シハライド−リチウム電池に関する。
チウム電池に関し、特に内部短絡の発生を低減したオキ
シハライド−リチウム電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】オキシハライド−リチウム電池はエネル
ギー密度が極めて大きく、使用温度範囲が広く、貯蔵性
に優れているので、メモリーのバックアップ電源として
多く用いられている。
ギー密度が極めて大きく、使用温度範囲が広く、貯蔵性
に優れているので、メモリーのバックアップ電源として
多く用いられている。
【０００３】オキシハライド−リチウム電池は、負極作
用物質にリチウムあるいはリチウムと軽金属からなる合
金を、正極作用物質に塩化チオニル、塩化スルフリル等
のオキシハライド化合物を、正極側の主構成材料として
多孔質炭素材を用いており、前記負極作用物質と前記多
孔質炭素材とをガラス繊維不織布からなるセパレータで
物理的に隔離している。また、多孔質炭素材は金属製部
品で正極端子と電気的に接続しており、電池容器とこれ
らの多孔質炭素材および金属製部品とは、ガラス繊維不
織布からなるトップセパレータおよびボトムセパレータ
で電気的、物理的に隔離されている。
用物質にリチウムあるいはリチウムと軽金属からなる合
金を、正極作用物質に塩化チオニル、塩化スルフリル等
のオキシハライド化合物を、正極側の主構成材料として
多孔質炭素材を用いており、前記負極作用物質と前記多
孔質炭素材とをガラス繊維不織布からなるセパレータで
物理的に隔離している。また、多孔質炭素材は金属製部
品で正極端子と電気的に接続しており、電池容器とこれ
らの多孔質炭素材および金属製部品とは、ガラス繊維不
織布からなるトップセパレータおよびボトムセパレータ
で電気的、物理的に隔離されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ガラス
繊維不織布は、負極作用物質と多孔質炭素材とを物理的
に隔離するには適しているが、多孔質炭素材−正極端子
間の接続部品である金属製部品（例えばエキスパンドメ
タル等からなる集電体）と電池容器とを隔離するには不
適当である。これは、構成材であるガラス繊維がその性
質上、高密度にすることが困難なためで、エキスパンド
メタル等の金属部材はガラス繊維不織布を容易に貫通し
てしまい、電池製造時や、電池に外力が加わった場合
に、ガラス繊維不織布を圧迫して、電池容器と金属部材
との接触が生じ、内部短絡を引き起こすからである。
繊維不織布は、負極作用物質と多孔質炭素材とを物理的
に隔離するには適しているが、多孔質炭素材−正極端子
間の接続部品である金属製部品（例えばエキスパンドメ
タル等からなる集電体）と電池容器とを隔離するには不
適当である。これは、構成材であるガラス繊維がその性
質上、高密度にすることが困難なためで、エキスパンド
メタル等の金属部材はガラス繊維不織布を容易に貫通し
てしまい、電池製造時や、電池に外力が加わった場合
に、ガラス繊維不織布を圧迫して、電池容器と金属部材
との接触が生じ、内部短絡を引き起こすからである。
【０００５】ガラス繊維不織布の密度は、一般的には坪
量として60ｇ／ｍ2が上限である。さらに坪量を上昇さ
せるには樹脂バインダー含有量を増やす必要があるが、
樹脂バインダーはオキシハライド化合物に溶解するた
め、電池組立後に低密度のガラス繊維のみが残留する結
果となり、高密度を保持することができず、内部短絡を
阻止する効果は得られない。したがって、ガラス繊維不
織布を高密度化して内部短絡発生を防止することは困難
であった。
量として60ｇ／ｍ2が上限である。さらに坪量を上昇さ
せるには樹脂バインダー含有量を増やす必要があるが、
樹脂バインダーはオキシハライド化合物に溶解するた
め、電池組立後に低密度のガラス繊維のみが残留する結
果となり、高密度を保持することができず、内部短絡を
阻止する効果は得られない。したがって、ガラス繊維不
織布を高密度化して内部短絡発生を防止することは困難
であった。
【０００６】本発明は上記問題に対処してなされたもの
で、オキシハライド−リチウム電池において、トップセ
パレータおよびボトムセパレータを改良して内部短絡を
防止することを発明の目的とするものである。
で、オキシハライド−リチウム電池において、トップセ
パレータおよびボトムセパレータを改良して内部短絡を
防止することを発明の目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、有
底円筒状の電池容器内部に、負極作用物質として金属リ
チウムまたはリチウム合金を、正極作用物質としてオキ
シハライド化合物を、正極主構成材として多孔質炭素材
を、それぞれ収納し、負極作用物質と多孔質炭素材とを
セパレータで隔離し、正極構成材と電池容器とをトップ
セパレータおよびボトムセパレータで隔離したオキシハ
ライド−リチウム電池において、トップセパレータおよ
びボトムセパレータがアラミド繊維からなる不織布であ
ることを特徴とする。
底円筒状の電池容器内部に、負極作用物質として金属リ
チウムまたはリチウム合金を、正極作用物質としてオキ
シハライド化合物を、正極主構成材として多孔質炭素材
を、それぞれ収納し、負極作用物質と多孔質炭素材とを
セパレータで隔離し、正極構成材と電池容器とをトップ
セパレータおよびボトムセパレータで隔離したオキシハ
ライド−リチウム電池において、トップセパレータおよ
びボトムセパレータがアラミド繊維からなる不織布であ
ることを特徴とする。
【０００８】アラミド繊維は化学的に安定でオキシハラ
イド化合物におかされない。またガラス繊維に比べて柔
軟なので緻密な不織布を得ることができる。したがっ
て、アラミド繊維不織布を電池内において電池容器と正
極構成材とを隔離するトップセパレータおよびボトムセ
パレータとして用いた場合、隔離機能が優れており、製
造時や外部圧力がかかった時などにも、金属部品によっ
て破損して内部短絡を起こすことがなくなる。
イド化合物におかされない。またガラス繊維に比べて柔
軟なので緻密な不織布を得ることができる。したがっ
て、アラミド繊維不織布を電池内において電池容器と正
極構成材とを隔離するトップセパレータおよびボトムセ
パレータとして用いた場合、隔離機能が優れており、製
造時や外部圧力がかかった時などにも、金属部品によっ
て破損して内部短絡を起こすことがなくなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施の態様を、塩化チオ
ニル−リチウム電池について図１を参照して説明する。 （実施例１）図１はＡＡサイズ塩化チオニル−リチウム
電池の構造を示した断面図である。図中、１はステンレ
ス鋼製の有底円筒状の缶体で、電池容器と負極端子とを
兼ねたものである。この電池容器１の内周面には、負極
作用物質である金属リチウム２が圧着されている。
ニル−リチウム電池について図１を参照して説明する。 （実施例１）図１はＡＡサイズ塩化チオニル−リチウム
電池の構造を示した断面図である。図中、１はステンレ
ス鋼製の有底円筒状の缶体で、電池容器と負極端子とを
兼ねたものである。この電池容器１の内周面には、負極
作用物質である金属リチウム２が圧着されている。
【００１０】金属リチウム２の内側には、ガラス不織布
からなるセパレータ３を介して筒状多孔質炭素材４が設
けられている。この多孔質炭素材４は、アセチレンブラ
ックおよびケッチェンブラックに結着剤としてポリテト
ラフルオロエチレンを混練したものであり、その内側に
円筒形状のニッケルのエキスパンドメタルからなる金属
集電体５を圧着して成形し、160℃空気中で乾燥させ
て、正極材としてある。
からなるセパレータ３を介して筒状多孔質炭素材４が設
けられている。この多孔質炭素材４は、アセチレンブラ
ックおよびケッチェンブラックに結着剤としてポリテト
ラフルオロエチレンを混練したものであり、その内側に
円筒形状のニッケルのエキスパンドメタルからなる金属
集電体５を圧着して成形し、160℃空気中で乾燥させ
て、正極材としてある。
【００１１】電池容器１の底部には、アラミド繊維不織
布からなるボトムセパレータ６が設けられている。アラ
ミド繊維不織布の坪量は90ｇ／ｍ2で、厚さは0.2ｍｍで
ある。また、電池容器１の上面開口部には、電池蓋７が
レーザー溶接等で接合されており、この電池蓋の中心の
孔にはパイプ状正極端子８がガラス製のシール材９によ
って電池蓋７と電気的に絶縁されて固定されている。電
池蓋７の下部には、パイプ状正極端子８に支持されたト
ップセパレータ１０が設けられている。このトップセパ
レータ１０もボトムセパレータ６と同様のアラミド繊維
不織布からなり、中央に孔を有している。
布からなるボトムセパレータ６が設けられている。アラ
ミド繊維不織布の坪量は90ｇ／ｍ2で、厚さは0.2ｍｍで
ある。また、電池容器１の上面開口部には、電池蓋７が
レーザー溶接等で接合されており、この電池蓋の中心の
孔にはパイプ状正極端子８がガラス製のシール材９によ
って電池蓋７と電気的に絶縁されて固定されている。電
池蓋７の下部には、パイプ状正極端子８に支持されたト
ップセパレータ１０が設けられている。このトップセパ
レータ１０もボトムセパレータ６と同様のアラミド繊維
不織布からなり、中央に孔を有している。
【００１２】パイプ状正極端子８の下部はリード線１１
を介して金属製集電体５に接続されている。このパイプ
状正極端子８は注液口を兼ねており、電解液兼正極作用
物質となる塩化アルミニウム(AlCl3)と塩化リチウム(Li
Cl)を溶解した塩化チオニル(SOCl2)１２をこの注液口よ
り注入した後、ステンレス製の封口体１３を挿入し、レ
ーザー溶接により封止して完全密閉形としている。
を介して金属製集電体５に接続されている。このパイプ
状正極端子８は注液口を兼ねており、電解液兼正極作用
物質となる塩化アルミニウム(AlCl3)と塩化リチウム(Li
Cl)を溶解した塩化チオニル(SOCl2)１２をこの注液口よ
り注入した後、ステンレス製の封口体１３を挿入し、レ
ーザー溶接により封止して完全密閉形としている。
【００１３】電池容器１の底部には薄肉部１４が形成さ
れており、温度上昇時に電解液兼正極作用物質１２の体
積膨張で内圧上昇した場合に、この部分が優先的に破断
して安全弁としての機能を果たすようになっている。以
上の電池を1000個作製した。
れており、温度上昇時に電解液兼正極作用物質１２の体
積膨張で内圧上昇した場合に、この部分が優先的に破断
して安全弁としての機能を果たすようになっている。以
上の電池を1000個作製した。
【００１４】（実施例２）アラミド繊維不織布が、坪量
60ｇ／ｍ2、厚さ0.5ｍｍのものであること以外は実施例
１と同様にして1000個の電池を作製した。
60ｇ／ｍ2、厚さ0.5ｍｍのものであること以外は実施例
１と同様にして1000個の電池を作製した。
【００１５】（比較例１）ボトムセパレータ６およびト
ップセパレータ１０にガラス繊維不織布を用いたこと以
外は実施例１と同様にして、1000個の電池を作製した。
ガラス繊維不織布は、坪量90ｇ／ｍ2で厚さ0.2ｍｍであ
る。
ップセパレータ１０にガラス繊維不織布を用いたこと以
外は実施例１と同様にして、1000個の電池を作製した。
ガラス繊維不織布は、坪量90ｇ／ｍ2で厚さ0.2ｍｍであ
る。
【００１６】（比較例２）ガラス繊維不織布が、坪量60
ｇ／ｍ2、厚さ0.5ｍｍであること以外比較例１と同様に
して1000個の電池を作製した。以上の各例の電池につい
て、電池製作時の内部短絡発生数を調べた。結果を表１
に示す。
ｇ／ｍ2、厚さ0.5ｍｍであること以外比較例１と同様に
して1000個の電池を作製した。以上の各例の電池につい
て、電池製作時の内部短絡発生数を調べた。結果を表１
に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１に示されるように、比較例１では内部
短絡発生数が多い。これは、比較例１では実施例１と同
じ坪量、厚さのガラス繊維不織布を用いているが、この
不織布は必然的にバインダーの含有量が増大しており、
このバインダーが電池組立後に溶解して、隔離機能を失
ったためである。また、比較例２では、通常の坪量と厚
さのガラス繊維不織布を用いているが、この場合にも金
属製部品の貫通により内部短絡が発生している。
短絡発生数が多い。これは、比較例１では実施例１と同
じ坪量、厚さのガラス繊維不織布を用いているが、この
不織布は必然的にバインダーの含有量が増大しており、
このバインダーが電池組立後に溶解して、隔離機能を失
ったためである。また、比較例２では、通常の坪量と厚
さのガラス繊維不織布を用いているが、この場合にも金
属製部品の貫通により内部短絡が発生している。
【００１９】これに対してアラミド繊維を用いた場合は
緻密な不織布が得られるので、実施例１のように内部短
絡が発生せず、また実施例２のように通常のガラス繊維
不織布と同じような坪量にしても効果がある。この理由
は明らかではないが、アラミド繊維はガラス繊維と比べ
て繊維同士の結合が強いため、疎な不織布とした場合で
も金属製品が貫通できないためと考えられる。
緻密な不織布が得られるので、実施例１のように内部短
絡が発生せず、また実施例２のように通常のガラス繊維
不織布と同じような坪量にしても効果がある。この理由
は明らかではないが、アラミド繊維はガラス繊維と比べ
て繊維同士の結合が強いため、疎な不織布とした場合で
も金属製品が貫通できないためと考えられる。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
オキシハライド−リチウム電池において、トップセパレ
ータおよびボトムセパレータとしてアラミド繊維不織布
製のものを用いることによって、上記電池の内部短絡不
良発生を低減することができる。
オキシハライド−リチウム電池において、トップセパレ
ータおよびボトムセパレータとしてアラミド繊維不織布
製のものを用いることによって、上記電池の内部短絡不
良発生を低減することができる。
【図１】本発明の一実施例であるオキシハライド−リチ
ウム電池の断面図。
ウム電池の断面図。
１…電池容器、２…金属リチウム、３…セパレータ、４
…多孔質炭素材、５…金属製集電体、６…ボトムセパレ
ータ、７…電池蓋、８…パイプ状正極端子、９…ガラス
製シール材、１０…トップセパレータ、１１…リード
線、１２…塩化チオニル、１３…封口体、１４…薄肉
部。
…多孔質炭素材、５…金属製集電体、６…ボトムセパレ
ータ、７…電池蓋、８…パイプ状正極端子、９…ガラス
製シール材、１０…トップセパレータ、１１…リード
線、１２…塩化チオニル、１３…封口体、１４…薄肉
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 直美 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H021 AA02 CC02 EE07 EE30 5H024 AA06 AA12 CC02 DD09 EE09 HH15
Claims (1)
- 【請求項１】 有底円筒状の電池容器内部に、負極作用
物質として金属リチウムまたはリチウム合金を、正極作
用物質としてオキシハライド化合物を、正極主構成材と
して多孔質炭素材を、それぞれ収納し、負極作用物質と
多孔質炭素材とをセパレータで隔離し、正極構成材と電
池容器とをトップセパレータおよびボトムセパレータで
隔離したオキシハライド−リチウム電池において、トッ
プセパレータおよびボトムセパレータがアラミド繊維か
らなる不織布であることを特徴とするオキシハライド−
リチウム電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000337710A JP2002141072A (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | オキシハライド−リチウム電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000337710A JP2002141072A (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | オキシハライド−リチウム電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141072A true JP2002141072A (ja) | 2002-05-17 |
Family
ID=18813048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000337710A Pending JP2002141072A (ja) | 2000-11-06 | 2000-11-06 | オキシハライド−リチウム電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002141072A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009148178A1 (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社 | 薄葉材、その製造方法およびそれを用いた電気・電子部品 |
| JP2015028865A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
-
2000
- 2000-11-06 JP JP2000337710A patent/JP2002141072A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009148178A1 (ja) * | 2008-06-06 | 2009-12-10 | デュポン帝人アドバンスドペーパー株式会社 | 薄葉材、その製造方法およびそれを用いた電気・電子部品 |
| JP2015028865A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
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