JP2542812B2 - 非水電解液二次電池 - Google Patents
非水電解液二次電池Info
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- 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
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
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- H01M4/00—Electrodes
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- H01M4/40—Alloys based on alkali metals
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Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は硫化チタン、三酸化モリブデン、五酸化バナ
ジウム或いはニオブの硫化物、セレン化物などの再充電
可能な活物質よりなる正極と、リチウムを活物質とする
負極と、非水電解液とを備えた非水電解液二次電池に関
するものである。
ジウム或いはニオブの硫化物、セレン化物などの再充電
可能な活物質よりなる正極と、リチウムを活物質とする
負極と、非水電解液とを備えた非水電解液二次電池に関
するものである。
（ロ） 従来の技術 この種電池の問題点は負極活物質であるリチウムが、
充電の際に負極表面に樹枝状に成長して正極に接し内部
短絡を引起したり、モッシー状に析出してリチウムの利
用率が低下するため充放電サイクルが極めて短かいこと
である。
充電の際に負極表面に樹枝状に成長して正極に接し内部
短絡を引起したり、モッシー状に析出してリチウムの利
用率が低下するため充放電サイクルが極めて短かいこと
である。
この対策として、例えば特開昭52−5423号公報に開示
されているように負極をリチウム−アルミニウム合金で
構成することが提案されている。
されているように負極をリチウム−アルミニウム合金で
構成することが提案されている。
これはリチウム単独の場合、放電によってリチウムが
イオンとなって溶出すると負極表面が凹凸状となり、そ
の後の充電の際、リチウムが凸部に集中的に電析して樹
枝状に成長するのに対し、リチウム−アルミニウム合金
の場合には充電時にリチウムが負極の基体となるアルミ
ニウムと合金を形成するように復元するためリチウムの
樹枝状成長が抑制されるという利点を奏するためであ
る。
イオンとなって溶出すると負極表面が凹凸状となり、そ
の後の充電の際、リチウムが凸部に集中的に電析して樹
枝状に成長するのに対し、リチウム−アルミニウム合金
の場合には充電時にリチウムが負極の基体となるアルミ
ニウムと合金を形成するように復元するためリチウムの
樹枝状成長が抑制されるという利点を奏するためであ
る。
しかしながら、従来より用いられるリチウム−アルミ
ニウム合金は充放電の繰返しに伴い基体のアルミニウム
が微細化して、負極の脱落が生じサイクル特性の低下を
招くという問題がある。
ニウム合金は充放電の繰返しに伴い基体のアルミニウム
が微細化して、負極の脱落が生じサイクル特性の低下を
招くという問題がある。
そこで本出願人はリチウム合金に結着剤を加えて負極
を構成することを提案した（特願昭59−275733号参
照）。
を構成することを提案した（特願昭59−275733号参
照）。
ところが結着剤にフッ素樹脂を用いた場合には活物質
であるリチウムとフッ素樹脂とが反応するため充放電の
繰返しによるフッ素樹脂の結着性が消失し、負極の脱落
が生じてサイクル特性に悪影響を与えることが判明し
た。
であるリチウムとフッ素樹脂とが反応するため充放電の
繰返しによるフッ素樹脂の結着性が消失し、負極の脱落
が生じてサイクル特性に悪影響を与えることが判明し
た。
（ハ） 発明が解決しようとする問題点 結着剤としてリチウムと反応性のないものを用いて負
極の機械的強度を高めサイクル特性の向上を計ることを
目的とする。
極の機械的強度を高めサイクル特性の向上を計ることを
目的とする。
（ニ） 問題点を解決するための手段 本発明は負極がリチウム合金とポリオレフィン系樹脂
結着剤とよりなることを特徴とする。
結着剤とよりなることを特徴とする。
ポリオレフィン系樹脂としてはポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリイソブチレンなどが挙げられ、これらの
一種或いは二種以上を用いることができる。
ロピレン、ポリイソブチレンなどが挙げられ、これらの
一種或いは二種以上を用いることができる。
又、リチウム合金としてはリチウム−アルミニウム合
金が好適するが、これに限定されずアルミニウムに代え
てビスマス、鉛、スズ、カドミウムなどを用いたリチウ
ム合金も使用できる。
金が好適するが、これに限定されずアルミニウムに代え
てビスマス、鉛、スズ、カドミウムなどを用いたリチウ
ム合金も使用できる。
（ホ） 作用 本発明電池における負極はリチウム合金のみで構成さ
れるのではなく結着剤が含有されているため機械的強度
が高められており負極の脱落が抑制されるのでサイクル
特性が向上する。又、結着剤がリチウムと反応性のない
ポリオレフィン系樹脂よりなるため、結着剤としてフッ
素樹脂を用いた場合のようにリチウムとフッ素樹脂とが
反応して結着剤の結着効果が消失するといった不都合も
ない。
れるのではなく結着剤が含有されているため機械的強度
が高められており負極の脱落が抑制されるのでサイクル
特性が向上する。又、結着剤がリチウムと反応性のない
ポリオレフィン系樹脂よりなるため、結着剤としてフッ
素樹脂を用いた場合のようにリチウムとフッ素樹脂とが
反応して結着剤の結着効果が消失するといった不都合も
ない。
（ヘ） 実施例 以下本発明の実施例について詳述する。
第１図は本発明の一実施例による電池の縦断面図を示
し、（１）は本発明の要旨とする負極（具体的な作成例
は後述する）であって負極缶（２）の内底面に固着せる
負極集電体（３）に圧着されている。（４）は正極であ
って活物質としての二硫化チタンにアセチレンブラック
導電剤とフッ素樹脂結着剤とを重量比で80:10:10の割合
で混合した合剤を成型したものであり正極缶（５）の内
底面に圧接されている。
し、（１）は本発明の要旨とする負極（具体的な作成例
は後述する）であって負極缶（２）の内底面に固着せる
負極集電体（３）に圧着されている。（４）は正極であ
って活物質としての二硫化チタンにアセチレンブラック
導電剤とフッ素樹脂結着剤とを重量比で80:10:10の割合
で混合した合剤を成型したものであり正極缶（５）の内
底面に圧接されている。
（６）はポリプロピレン不織布よりなるセパレータで
あって、このセパレータには２メチルテトラヒドロフラ
ンに過塩素酸リチウムを１モル／溶解した非水電解液
が含浸されている。（７）は正負極缶を電気絶縁する絶
縁パッキングである。
あって、このセパレータには２メチルテトラヒドロフラ
ンに過塩素酸リチウムを１モル／溶解した非水電解液
が含浸されている。（７）は正負極缶を電気絶縁する絶
縁パッキングである。
次に負極の作成例について詳述する。
作成例１ リチウム−アルミニウム合金粉末95重量部に結着剤と
してのポリエチレン粉末５重量部を加え充分混合した後
所定量秤取し２トン/cm2の圧力で加圧成型して得た成型
体を真空下において100℃で熱処理して負極とする。こ
の負極を用いて組立てた本発明電池を（A1）とする。
してのポリエチレン粉末５重量部を加え充分混合した後
所定量秤取し２トン/cm2の圧力で加圧成型して得た成型
体を真空下において100℃で熱処理して負極とする。こ
の負極を用いて組立てた本発明電池を（A1）とする。
作成例２ リチウム−アルミニウム合金粉末80重量部に結着剤と
してのポリプロピレン粉末10重量部及び導電剤としての
アセチレンブラック10重量部を加え充分混合した後所定
量秤取し２トン/cm2の圧力で加圧成型して得た成型体を
真空下において180℃で熱処理して負極とする。この負
極を用いて組立てた本発明電池を（A2）とする。
してのポリプロピレン粉末10重量部及び導電剤としての
アセチレンブラック10重量部を加え充分混合した後所定
量秤取し２トン/cm2の圧力で加圧成型して得た成型体を
真空下において180℃で熱処理して負極とする。この負
極を用いて組立てた本発明電池を（A2）とする。
尚、負極の作成に際して熱処理温度は使用するポリオ
レフィン系樹脂結着剤の溶融温度以上で分解温度以下の
温度範囲で適宜選択される。又、熱処理雰囲気は真空中
以外に不活性雰囲気中でも可能である。
レフィン系樹脂結着剤の溶融温度以上で分解温度以下の
温度範囲で適宜選択される。又、熱処理雰囲気は真空中
以外に不活性雰囲気中でも可能である。
次に、比較のためにリチウム−アルミニウム合金粉末
を単独で加圧成型した負極を用いた第１の比較電池
（Ｂ）、リチウム−アルミニウム合金粉末95重量部に結
着剤として四フッ化エチレン樹脂５重量部を加えてなる
負極を用いた第２の比較電池（Ｃ）、及びリチウム−ア
ルミニウム合金粉末80重量部に結着剤としての四フッ化
エチレン樹脂10重量部と導電剤としてのアセチレンブラ
ック10重量部を加えてなる負極を用いた第３の比較電池
（Ｄ）を夫々作成した。
を単独で加圧成型した負極を用いた第１の比較電池
（Ｂ）、リチウム−アルミニウム合金粉末95重量部に結
着剤として四フッ化エチレン樹脂５重量部を加えてなる
負極を用いた第２の比較電池（Ｃ）、及びリチウム−ア
ルミニウム合金粉末80重量部に結着剤としての四フッ化
エチレン樹脂10重量部と導電剤としてのアセチレンブラ
ック10重量部を加えてなる負極を用いた第３の比較電池
（Ｄ）を夫々作成した。
第２図はこれら電池のサイクル特性比較図を示し、サ
イクル条件は充電々流2.0mAで充電終止電圧4.0Vとし、
一方放電々流2.0mAで放電終止電圧1.0Vとした。
イクル条件は充電々流2.0mAで充電終止電圧4.0Vとし、
一方放電々流2.0mAで放電終止電圧1.0Vとした。
第２図より明白なるように、本発明電池（A1）（A2）
は比較電池（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に比してサイクル特性が
改善されているのがわかる。
は比較電池（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に比してサイクル特性が
改善されているのがわかる。
この理由を考察するに、比較電池（Ｂ）はサイクルの
経過に伴なって負極が崩壊脱落するためである。又、比
較電池（Ｃ）（Ｄ）においては負極に結着剤を加えて機
械的強度が高められているものの結着剤がリチウムと反
応性のあるフッ素樹脂であるためサイクルの経過につれ
結着剤の結着効果が消失し負極の脱落が生じるためであ
る。
経過に伴なって負極が崩壊脱落するためである。又、比
較電池（Ｃ）（Ｄ）においては負極に結着剤を加えて機
械的強度が高められているものの結着剤がリチウムと反
応性のあるフッ素樹脂であるためサイクルの経過につれ
結着剤の結着効果が消失し負極の脱落が生じるためであ
る。
これに対して、本発明電池（A1）（A2）では負極に加
える結着剤がリチウムと反応性のないポリオレフィン系
樹脂であるため、サイクルが経過しても結着剤は十分な
結着効果を有するため負極の脱落は抑制されサイクル特
性が改善されたと考えられる。尚、本発明電池（A1）
（A2）のうち、特に電池（A2）のサイクル特性が優れる
のは導電剤を付加したことが要因と思われる。
える結着剤がリチウムと反応性のないポリオレフィン系
樹脂であるため、サイクルが経過しても結着剤は十分な
結着効果を有するため負極の脱落は抑制されサイクル特
性が改善されたと考えられる。尚、本発明電池（A1）
（A2）のうち、特に電池（A2）のサイクル特性が優れる
のは導電剤を付加したことが要因と思われる。
（ト） 発明の効果 上述した如く、負極としてリチウム合金とポリオレフ
ィン系結着剤とより構成したものを用いることによりサ
イクル特性に優れた非水電解液二次電池を得ることがで
きるものであり、その工業的価値は極めて大なるもので
ある。
ィン系結着剤とより構成したものを用いることによりサ
イクル特性に優れた非水電解液二次電池を得ることがで
きるものであり、その工業的価値は極めて大なるもので
ある。
第１図は本発明電池の半断面図、第２図は本発明電池と
比較電池とのサイクル特性比較図を夫々示す。 （１）……負極、（２）……負極缶、（３）……負極集
電体、（４）……正極、（５）……正極缶、（６）……
セパレータ、（７）……絶縁パッキング。
比較電池とのサイクル特性比較図を夫々示す。 （１）……負極、（２）……負極缶、（３）……負極集
電体、（４）……正極、（５）……正極缶、（６）……
セパレータ、（７）……絶縁パッキング。
Claims (1)
- 【請求項１】再充電可能な活物質よりなる正極と、リチ
ウムを活物質とする負極と、非水電解液とを備え、前記
負極がリチウム合金とポリオレフィン系樹脂結着剤とよ
りなる非水電解液二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257013A JP2542812B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 非水電解液二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60257013A JP2542812B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 非水電解液二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62117268A JPS62117268A (ja) | 1987-05-28 |
| JP2542812B2 true JP2542812B2 (ja) | 1996-10-09 |
Family
ID=17300515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60257013A Expired - Fee Related JP2542812B2 (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 非水電解液二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2542812B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63264865A (ja) * | 1987-04-22 | 1988-11-01 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 二次電池用負極の製造法 |
| JP3133530B2 (ja) * | 1992-12-28 | 2001-02-13 | 三洋電機株式会社 | 二次電池 |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP60257013A patent/JP2542812B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62117268A (ja) | 1987-05-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |