JP2714078B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP2714078B2 JP2714078B2 JP63321631A JP32163188A JP2714078B2 JP 2714078 B2 JP2714078 B2 JP 2714078B2 JP 63321631 A JP63321631 A JP 63321631A JP 32163188 A JP32163188 A JP 32163188A JP 2714078 B2 JP2714078 B2 JP 2714078B2
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- ions
- positive electrode
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
- H01M6/162—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte
- H01M6/168—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte characterised by the electrolyte by additives
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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、リチウム又はリチウム合金から成る負極
と、非水電解液と、正極とを備えた非水電解液電池に関
する。
と、非水電解液と、正極とを備えた非水電解液電池に関
する。
従来の技術 リチウム又はリチウム合金から成る負極と、二酸化マ
ンガンや酸化銅等を活物質とする正極とを備える非水電
解液電池は、高いエネルギー密度を有する優れた電池と
して、近年注目されている。
ンガンや酸化銅等を活物質とする正極とを備える非水電
解液電池は、高いエネルギー密度を有する優れた電池と
して、近年注目されている。
ここで、上記の構造を有する電池は電池組立後の開回
路電圧が高くなるという特性を有するため、そのままの
状態で保存した場合には、電解液等の分解が生じて、保
存特性が劣化する。
路電圧が高くなるという特性を有するため、そのままの
状態で保存した場合には、電解液等の分解が生じて、保
存特性が劣化する。
このようなことを考慮して、従来は予備放電を行って
開回路電圧を低下させていた。しかしながら、このよう
な方法では、予備放電を行うための設備が別途必要とな
るため設備費が高くつくと共に、作業効率が低下する。
これらのことから、非水電解液電池の製造コストの高騰
を招くという課題を有していた。
開回路電圧を低下させていた。しかしながら、このよう
な方法では、予備放電を行うための設備が別途必要とな
るため設備費が高くつくと共に、作業効率が低下する。
これらのことから、非水電解液電池の製造コストの高騰
を招くという課題を有していた。
そこで、特公昭57−37980号公報に示すように、正極
合剤中に鉛，錫等の金属を添加して開回路電圧を低下さ
せるようなものが提案されている。
合剤中に鉛，錫等の金属を添加して開回路電圧を低下さ
せるようなものが提案されている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記従来の構造では、電気化学反応
（固体同士の反応）により開回路電圧の低下を図ってい
るため、反応が進むに従って反応速度が低下する。この
ため、反応が完全に終了するまでに長時間を要するとい
う課題を有していた。
（固体同士の反応）により開回路電圧の低下を図ってい
るため、反応が進むに従って反応速度が低下する。この
ため、反応が完全に終了するまでに長時間を要するとい
う課題を有していた。
そこで、本発明は上記課題を考慮してなされたもので
あり、電池の製造コストを高騰させることなく、短時間
に開回路電圧を低下させることができる非水電解液電池
の提供を目的とする。
あり、電池の製造コストを高騰させることなく、短時間
に開回路電圧を低下させることができる非水電解液電池
の提供を目的とする。
課題を解決するための手段 上記目的を達成するため本発明は、リチウム又はリチ
ウム合金から成る負極と、非水電解液と、正極とを備え
た非水電解液電池において、前記非水電解液中に鉄イオ
ン、コバルトイオン、銀イオン、マンガンイオン、セリ
ウムイオン、タリウムイオン又はバナジウムイオンから
なる群から選択された少なくとも一つが添加されている
ことを特徴とする。
ウム合金から成る負極と、非水電解液と、正極とを備え
た非水電解液電池において、前記非水電解液中に鉄イオ
ン、コバルトイオン、銀イオン、マンガンイオン、セリ
ウムイオン、タリウムイオン又はバナジウムイオンから
なる群から選択された少なくとも一つが添加されている
ことを特徴とする。
作 用 上記構成の如く種々の原子価を有する鉄イオン、コバ
ルトイオン、銀イオン、マンガンイオン、セリウムイオ
ン、タリウムイオン又はバナジウムイオンからなる群か
ら選択された少なくとも一つを電解液に添加すれば、正
極の不純物や正極活物質の活性表面のみが還元される。
この際、溶液反応によって上記還元反応が生じるので、
正極活物質の活性表面等が速やか且つ完全に還元され
る。したがって、開回路電圧を短時間且つ確実に低下さ
せることができる。
ルトイオン、銀イオン、マンガンイオン、セリウムイオ
ン、タリウムイオン又はバナジウムイオンからなる群か
ら選択された少なくとも一つを電解液に添加すれば、正
極の不純物や正極活物質の活性表面のみが還元される。
この際、溶液反応によって上記還元反応が生じるので、
正極活物質の活性表面等が速やか且つ完全に還元され
る。したがって、開回路電圧を短時間且つ確実に低下さ
せることができる。
また、予備放電を行うことなく開回路電圧を低下させ
ているので、予備放電を行うための設備が別途必要とな
らず、且つ作業効率が低下することもない。
ているので、予備放電を行うための設備が別途必要とな
らず、且つ作業効率が低下することもない。
第１実施例 本発明の第１実施例を、第１図及び第２図に基づい
て、以下に説明する。
て、以下に説明する。
リチウム金属から成る負極２は負極集電体７の内面に
圧着されており、この負極集電体７は断面略コ字状の負
極缶５の内底面に固着されている。上記負極缶５の周端
は絶縁パッキング８の内部に固定されており、絶縁パッ
キング８の外周には上記負極缶５とは反対方向に断面略
コ字状を成す正極缶４が固定されている。この正極缶４
の内底面には正極集電体６が固定されており、この正極
集電体６の内面には正極１が固定さている。この正極１
と前記負極２との間にはポリプロピレン不織布から成る
セパレータ３が介装されている。尚、電池径は20.0mm,
厚さ2.5mm,電池容量130mAhである。
圧着されており、この負極集電体７は断面略コ字状の負
極缶５の内底面に固着されている。上記負極缶５の周端
は絶縁パッキング８の内部に固定されており、絶縁パッ
キング８の外周には上記負極缶５とは反対方向に断面略
コ字状を成す正極缶４が固定されている。この正極缶４
の内底面には正極集電体６が固定されており、この正極
集電体６の内面には正極１が固定さている。この正極１
と前記負極２との間にはポリプロピレン不織布から成る
セパレータ３が介装されている。尚、電池径は20.0mm,
厚さ2.5mm,電池容量130mAhである。
上記の構成において、正極１と負極２と電解液とを、
以下のようにして作製した。
以下のようにして作製した。
先ず正極１は、二酸化マンガンを350〜430℃の温度範
囲で熱処理したものを活物質とし、この二酸化マンガン
と、導電剤としてのカーボン粉末と、結着剤としてのフ
ッ素樹脂粉末とを85:10:5の重量比で混合した混合物を
加圧成型した後、これを250〜350℃の温度範囲で熱処理
して作製した。一方、負極はリチウム金属を所定の寸法
に打ち抜いて作製した。また、電解液は、プロピレンカ
ーボネートと1,2−ジメトキシエタンとを1:1の割合で混
合した混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／溶解さ
せ、更に過塩素酸第一鉄を10-3モル／添加して作成し
た。
囲で熱処理したものを活物質とし、この二酸化マンガン
と、導電剤としてのカーボン粉末と、結着剤としてのフ
ッ素樹脂粉末とを85:10:5の重量比で混合した混合物を
加圧成型した後、これを250〜350℃の温度範囲で熱処理
して作製した。一方、負極はリチウム金属を所定の寸法
に打ち抜いて作製した。また、電解液は、プロピレンカ
ーボネートと1,2−ジメトキシエタンとを1:1の割合で混
合した混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／溶解さ
せ、更に過塩素酸第一鉄を10-3モル／添加して作成し
た。
このようにして作製した電池を、以下（A1）電池と称
する。
する。
電解液の添加剤として、過塩素酸第一鉄の代わりに過
塩素酸第二コバルトを用いる他は、上記実施例Ｉと同様
にして電池を作製した。
塩素酸第二コバルトを用いる他は、上記実施例Ｉと同様
にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下（A2）電池と称
する。
する。
電解液に添加剤を添加しない他は、上記実施例Ｉと同
様にして電池を作製した。
様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下（Ｘ）電池と称
する。
する。
上記本発明の（A1）電池，（A2）電池及び比較例の
（Ｘ）電池の開回路電圧と、20KΩ放電時の作動電圧と
を調べたので、その結果を下記第１表に示す。
（Ｘ）電池の開回路電圧と、20KΩ放電時の作動電圧と
を調べたので、その結果を下記第１表に示す。
上記第１表に示すように、比較例の（Ｘ）電池では、
20KΩ放電時の作動電圧が3.0Vであるのに対して、開回
路電圧が3.6Vであって非常に差があることが認められ
る。一方、本発明の（A1）電池，（A2）電池では、20K
Ω放電時の作動電圧が3.0Vであるのに対して、開回路電
圧が共に3.2Vであって、作動電圧と開回路電圧とが非常
に近接していることが認められる。これらのことから、
本発明の電池は比較例の電池と比べて電池特性が改善さ
れていることが伺える。
20KΩ放電時の作動電圧が3.0Vであるのに対して、開回
路電圧が3.6Vであって非常に差があることが認められ
る。一方、本発明の（A1）電池，（A2）電池では、20K
Ω放電時の作動電圧が3.0Vであるのに対して、開回路電
圧が共に3.2Vであって、作動電圧と開回路電圧とが非常
に近接していることが認められる。これらのことから、
本発明の電池は比較例の電池と比べて電池特性が改善さ
れていることが伺える。
これは、以下に示す理由によるものと考えられる。
本発明の電池の如く、電解液に鉄イオン、コバルトイ
オン、銀イオン、マンガンイオン、セリウムイオン、タ
リウムイオン又はバナジウムイオンからなる群から選択
された少なくとも一つを添加すると、正極の不純物や活
性な部分に支配されていた開回路電圧が、金属イオンの
酸化還元反応によって低下する。したがって、開回路電
圧が正極活物質自体が有する電位となって、開回路電圧
と作動電圧とが近づくことに起因するものと考えられ
る。
オン、銀イオン、マンガンイオン、セリウムイオン、タ
リウムイオン又はバナジウムイオンからなる群から選択
された少なくとも一つを添加すると、正極の不純物や活
性な部分に支配されていた開回路電圧が、金属イオンの
酸化還元反応によって低下する。したがって、開回路電
圧が正極活物質自体が有する電位となって、開回路電圧
と作動電圧とが近づくことに起因するものと考えられ
る。
本発明の（A1）電池，（A2）電池と比較例の（Ｘ）電
池との20KΩ定負荷における放電特性を調べたので、そ
の結果を第２図に示す。
池との20KΩ定負荷における放電特性を調べたので、そ
の結果を第２図に示す。
第２図に示すように、比較例の（Ｘ）電池では放電中
期の電池電圧が3.0Vであるのに対して、放電初期の電池
電圧が約3.4Vと非常に高くなっていることが認められ
る。一方、本発明の（A1）電池，（A2）電池では、放電
初期であっても電池電圧が3.0Vであって、放電中期と同
等であることが認められる。これらのことから、本発明
の電池は比較例の電池と比べて放電特性が著しく向上し
ていることが認められる。
期の電池電圧が3.0Vであるのに対して、放電初期の電池
電圧が約3.4Vと非常に高くなっていることが認められ
る。一方、本発明の（A1）電池，（A2）電池では、放電
初期であっても電池電圧が3.0Vであって、放電中期と同
等であることが認められる。これらのことから、本発明
の電池は比較例の電池と比べて放電特性が著しく向上し
ていることが認められる。
第２実施例 〔実施例Ｉ〕 酸化第二銅と、導電剤としての黒鉛粉末と、結着剤と
してのフッ素樹脂粉末とを90:5:5の重量比で混合した混
合物を加圧成型した後、この成型体を200〜300℃の温度
範囲で熱処理して正極を作製すると共に、電解液の添加
剤として、過塩素酸第一鉄の代わりに塩化第二銀を用
い、この塩化第二銀を２×10-3添加する他は、上記第１
実施例の実施例Ｉと同様にして電池を作製した。
してのフッ素樹脂粉末とを90:5:5の重量比で混合した混
合物を加圧成型した後、この成型体を200〜300℃の温度
範囲で熱処理して正極を作製すると共に、電解液の添加
剤として、過塩素酸第一鉄の代わりに塩化第二銀を用
い、この塩化第二銀を２×10-3添加する他は、上記第１
実施例の実施例Ｉと同様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下（B1）電池と称
する。
する。
電解液の添加剤として、塩化第二銀の代わりに硝酸第
一マンガンを用いる他は、上記実施例Ｉと同様にして電
池を作製した。
一マンガンを用いる他は、上記実施例Ｉと同様にして電
池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下（B2）電池と称
する。
する。
電解液に添加剤を添加しない他は、上記実施例Ｉと同
様にして電池を作製した。
様にして電池を作製した。
このようにして作製した電池を、以下（Ｙ）電池と称
する。
する。
上記本発明の（B1）電池，（B2）電池及び比較例の
（Ｙ）電池の開回路電圧と、20KΩ放電時の作動電圧と
を調べたので、その結果を下記第２表に示す。
（Ｙ）電池の開回路電圧と、20KΩ放電時の作動電圧と
を調べたので、その結果を下記第２表に示す。
上記第２表に示すように、比較例の（Ｙ）電池では、
20KΩ放電時の作動電圧が1.5Vであるのに対して、開回
路電圧が3.0Vであって非常に差があることが認められ
る。一方、本発明の（B1）電池，（B2）電池では、20K
Ω放電時の作動電圧が1.5Vであるのに対して、開回路電
圧がそれぞれ1.6V,1.7Vであって、作動電圧と開回路電
圧とが非常に近接していることが認められる。これらの
ことから、本発明の電池は比較例の電池と比べて電池特
性が改善されていることが伺える。
20KΩ放電時の作動電圧が1.5Vであるのに対して、開回
路電圧が3.0Vであって非常に差があることが認められ
る。一方、本発明の（B1）電池，（B2）電池では、20K
Ω放電時の作動電圧が1.5Vであるのに対して、開回路電
圧がそれぞれ1.6V,1.7Vであって、作動電圧と開回路電
圧とが非常に近接していることが認められる。これらの
ことから、本発明の電池は比較例の電池と比べて電池特
性が改善されていることが伺える。
尚、添加する金属イオンとしては、上記第１及び第２
実施例の如く鉄イオン（過塩素酸第一鉄）、コバルトイ
オン（過塩素酸第二コバルト）銀イオン（塩化第二
銀）、及びマンガンイオン（硝酸第一マンガン）を用い
ることが望ましいが、これに限定するものではなく、例
えばセリウムイオン、タリウムイオン或いはバナジウム
イオン等であっても良い。
実施例の如く鉄イオン（過塩素酸第一鉄）、コバルトイ
オン（過塩素酸第二コバルト）銀イオン（塩化第二
銀）、及びマンガンイオン（硝酸第一マンガン）を用い
ることが望ましいが、これに限定するものではなく、例
えばセリウムイオン、タリウムイオン或いはバナジウム
イオン等であっても良い。
発明の効果 以上説明したように本発明によれば、溶液反応によっ
て上記還元反応が生じるので、正極活物質の活性表面等
が速やか且つ完全に還元される。したがって、開回路電
圧を短時間且つ確実に低下させることができる。
て上記還元反応が生じるので、正極活物質の活性表面等
が速やか且つ完全に還元される。したがって、開回路電
圧を短時間且つ確実に低下させることができる。
また、予備放電を行うための設備を別途必要とせず、
且つ作業効率が低下することもない。
且つ作業効率が低下することもない。
これらのことから電池の製造コストを高騰させること
なく、非水電解液電池の性能を飛躍的に向上させること
ができるという効果を奏する。
なく、非水電解液電池の性能を飛躍的に向上させること
ができるという効果を奏する。
第１図は本発明の非水電解液電池の断面図、第２図は本
発明の（A1）電池，（A2）電池及び比較例の（Ｘ）電池
の20KΩ定負荷における放電特性図である。 １……正極、２……負極、３……セパレータ。
発明の（A1）電池，（A2）電池及び比較例の（Ｘ）電池
の20KΩ定負荷における放電特性図である。 １……正極、２……負極、３……セパレータ。
Claims (1)
- 【請求項１】リチウム又はリチウム合金から成る負極
と、非水電解液と、正極とを備えた非水電解液電池にお
いて、前記非水電解液中に鉄イオン、コバルトイオン、
銀イオン、マンガンイオン、セリウムイオン、タリウム
イオン又はバナジウムイオンからなる群から選択された
少なくとも一つが添加されていることを特徴とする非水
電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63321631A JP2714078B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63321631A JP2714078B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02165567A JPH02165567A (ja) | 1990-06-26 |
| JP2714078B2 true JP2714078B2 (ja) | 1998-02-16 |
Family
ID=18134661
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63321631A Expired - Fee Related JP2714078B2 (ja) | 1988-12-19 | 1988-12-19 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2714078B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103107380B (zh) * | 2011-11-10 | 2015-09-30 | 国家纳米科学中心 | 一种电池及其制造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5734675A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-25 | Hitachi Maxell Ltd | Organic electrolyte battery |
| JPS5864767A (ja) * | 1981-10-14 | 1983-04-18 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解質電池 |
-
1988
- 1988-12-19 JP JP63321631A patent/JP2714078B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02165567A (ja) | 1990-06-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |