JP2562651B2 - 非水電解液二次電池 - Google Patents

非水電解液二次電池

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JP2562651B2 JP63060784A JP6078488A JP2562651B2 JP 2562651 B2 JP2562651 B2 JP 2562651B2 JP 63060784 A JP63060784 A JP 63060784A JP 6078488 A JP6078488 A JP 6078488A JP 2562651 B2 JP2562651 B2 JP 2562651B2
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泰浩 藤田
育朗 中根
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Description

【発明の詳細な説明】 イ． 産業上の利用分野 本発明は三酸化モリブデン、五酸化バナジウム、二酸
化マンガン、硫化チタンなどのような再充電可能な活物
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正極に接して内部
短絡を引起したり、モッシー状に析出して脱落が生じる
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。
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のリチウム
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。
ハ． 発明が解決しようとする課題 前述したように、例えばアルミニウム−リチウム合金
で負極を構成したとしても負極の反応面におけるリチウ
ム濃度が全面に亘って均一である場合、電池反応は電極
の中心部より周辺部に集中して起こる傾向（エッジ効
果）があるため、充放電を繰返すことにより負極の周辺
部が中心部より先に劣化し、中心部において未だ充分に
反応可能状態であるにもかかわらず電池の寿命に至ると
いう問題がある。
ニ． 課題を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するためになされたもので
あり、その要旨とするところはアルミニウム−リチウム
合金を主体とする負極の反応面におけるリチウム濃度を
中心部に比して周辺部の方を低くしたことにある。
尚、中心部と周辺部とのリチウム濃度差は５〜35モル
％の範囲が特に好ましい。
ホ． 作用 本発明によれば、アルミニウム−リチウム合金を主体
とする負極の反応面におけるリチウム濃度が中心部に比
して周辺部の方が低くなっているため、中心部の反応が
促進されその結果、負極反応面の全域が略均等に反応に
関与し充放電効率が改善されるのでサイクル特性の向上
が図れる。
ヘ． 実施例 以下本発明の実施例につき詳述する。
第１図は本発明の一実施例による扁平型非水電解液二
次電池の半断面図を示し、（１）は本発明の要旨とする
負極であって、後述する手順により作成したものであり
負極罐（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、活物質である二酸化マンガン
80重量部に導電剤としてのアセチレンブラック10重量部
及び結着剤としてのフッ素樹脂10重量部を加え充分混合
した後加圧成型したものであり、正極罐（５）の内底面
固着せる正極集電体（６）に圧接されている。（７）は
ポリプロピレン多孔性膜よりなるセパレータであって、
プロピレンカーボネートと1.2ジメトキシエタンとの混
合溶媒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。（８）は絶縁パッキングであり
電池寸法は直径24.0mm、高さ3.0mmである。
而して、負極は以下のようにして作成した。即ち、ア
ルミニウム基体をプロピレンカーボネートと1.2ジメト
キシエタンとの混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／
溶解した電解液中に浸漬し、金属リチウム板を対極と
して電流密度0.5mA/cm2で200mAHの電気化学的合金化処
理を施して得たアルミニウム−リチウム合金を負極とす
る。
この際、負極反応面におけるリチウム濃度の分布を変
化させるため、第１表に示すようにアルミニウム基体と
リチウム板とを種々の寸法のものを組合せて合金化処理
を行なった。
又、第２表は上記試料の中心部の面積50％部分と周辺
部の面積50％部分のリチウム濃度および濃度差を示す。
第２図はこれらの試料を夫々負極として組立てた電池
の、負極反応面における中心部と周辺部とのリチウム濃
度差と、充放電サイクル数との関係を示す。尚、充放電
サイクル条件は充放電電流2.0mA、充放電時間６時間と
し、放電時間内電池電圧が2.0Vに達したものは電池寿命
が尽きたものとした。
第２図よりリチウム濃度差が40モル％までにおいては
試料１のリチウム濃度差“0"（即ち全面が均等濃度）の
ものに比してサイクル特性が向上することが伺え、特に
リチウム濃度差が５〜35モル％である時が好ましいこと
がわかる。
尚、リチウム濃度差が40モル％を越えると、中心部の
リチウム濃度が高くなりすぎ電極自身の脆弱化を要因と
してサイクル特性が劣化する傾向がある。
ト． 発明の効果 上述した如く、本発明によれば負極反応面の全域が略
均等に反応に関与し充放電効率が改善されるのでサイク
ル特性の向上が計れるものであり、この種電池の用途拡
大に資するところ極めて大である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明電池の半断面図、第２図は負極反応面に
おける中心部と周辺部とのリチウム濃度差と、充放電サ
イクル数との関係を示す図である。 （１）……負極、（２）……負極罐、（３）……負極集
電体、（４）……正極、（５）……正極罐、（６）……
正極集電体、（７）……セパレータ、（８）……絶縁パ
ッキング。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】再充電可能な活物質を主体とする正極と、
    アルミニウム−リチウム合金を主体とする負極と、非水
    電解液とを備えるものであって、前記負極の反応面にお
    けるリチウム濃度は中心部に比して周辺部の方が低いこ
    とを特徴とする非水電解液二次電池。
  2. 【請求項２】前記中心部と周辺部とのリチウム濃度差が
    ５〜35モル％である請求項記載の非水電解液二次電
    池。
JP63060784A 1988-03-15 1988-03-15 非水電解液二次電池 Expired - Lifetime JP2562651B2 (ja)

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