JP2771580B2 - リチウム合金板の製造法 - Google Patents
リチウム合金板の製造法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 イ．産業上の利用分野 本発明は例えば非水電解液二次電池の負極として用い
られるリチウム合金板の製造法に関するものである。
られるリチウム合金板の製造法に関するものである。
ロ．従来の技術 非水電解液二次電池の負極としては、リチウム板が一
般的に知られているが、リチウム単独の場合には充電の
際に、リチウムが負極表面に樹枝状に成長し正極と接し
て内部短絡を引起したり、又モッシー状に析出してリチ
ウムの脱落が生じ充放電サイクル特性に問題があった。
般的に知られているが、リチウム単独の場合には充電の
際に、リチウムが負極表面に樹枝状に成長し正極と接し
て内部短絡を引起したり、又モッシー状に析出してリチ
ウムの脱落が生じ充放電サイクル特性に問題があった。
そこで特開昭52−5423号公報或いは特開昭59−163756
号公報に開示されているように、負極としてリチウム合
金を用いることが提案されている。
号公報に開示されているように、負極としてリチウム合
金を用いることが提案されている。
ところで、リチウム合金の作成法としては、大別して
冶金学的製造法と電気化学的製造法とがあるが、容易に
合金化が可能な点及び非水電解液二次電池の特性が優れ
る点で電気化学的製造法の方が有利である。
冶金学的製造法と電気化学的製造法とがあるが、容易に
合金化が可能な点及び非水電解液二次電池の特性が優れ
る点で電気化学的製造法の方が有利である。
非水電解液二次電池の負極としてのリチウム合金を電
気化学的に製造する方法として、特開昭59−208748号公
報には電池内にリチウム板と、リチウムと合金化される
金属板とを配置し、電池内で電気化学的に製造する方法
が開示されている。
気化学的に製造する方法として、特開昭59−208748号公
報には電池内にリチウム板と、リチウムと合金化される
金属板とを配置し、電池内で電気化学的に製造する方法
が開示されている。
この方法においては、リチウム板と金属板間に充分な
圧力がかかっていない状態で合金化されるため、生成せ
るリチウム合金板はソリが大きく電池特性に悪影響を及
ぼし、又電池内で作成すると電池内の電解液が反応する
ため電池のサイクル寿命を短かくするという欠点があ
る。
圧力がかかっていない状態で合金化されるため、生成せ
るリチウム合金板はソリが大きく電池特性に悪影響を及
ぼし、又電池内で作成すると電池内の電解液が反応する
ため電池のサイクル寿命を短かくするという欠点があ
る。
ハ．発明が解決しようとする課題 本発明は非水電解液二次電池の負極として好適するリ
チウム合金板を大量に、且つ容易に製造しうる方法を提
案するものである。
チウム合金板を大量に、且つ容易に製造しうる方法を提
案するものである。
ニ．課題を解決するための手段 本発明のリチウム合金板の製造法は、リチウム板と、
リチウムと合金化される金属板とを、保液材を介して積
重して積重体とし、前記保液材に電解液を含浸させた状
態で、前記積重体を積重方向に加圧すると共に、前記リ
チウム板と前記金属板とを電気接続することを特徴とす
るものである。
リチウムと合金化される金属板とを、保液材を介して積
重して積重体とし、前記保液材に電解液を含浸させた状
態で、前記積重体を積重方向に加圧すると共に、前記リ
チウム板と前記金属板とを電気接続することを特徴とす
るものである。
ホ．作用 本発明によれば、リチウム板と、リチウムと合金化す
る金属板とを保液材を介して積重し、この積重体を積重
方向に加圧するという極めて簡単な構成であるため、所
望に応じて幾段にも積重でき、リチウム合金板を大量に
且つ容易に製造することができる。また、リチウム板と
金属板とを加圧状態で合金化するため、リチウム板と金
属板との距離が一定となり、均一で且つ変形、即ち反り
のない合金板が得られる。加えて、電解液が保持された
保液材が介挿され且つリチウム板と金属板とが電気接続
されているので、合金が反応が徐々に進行し、より均一
な合金が得られる。
る金属板とを保液材を介して積重し、この積重体を積重
方向に加圧するという極めて簡単な構成であるため、所
望に応じて幾段にも積重でき、リチウム合金板を大量に
且つ容易に製造することができる。また、リチウム板と
金属板とを加圧状態で合金化するため、リチウム板と金
属板との距離が一定となり、均一で且つ変形、即ち反り
のない合金板が得られる。加えて、電解液が保持された
保液材が介挿され且つリチウム板と金属板とが電気接続
されているので、合金が反応が徐々に進行し、より均一
な合金が得られる。
又、電解液についていえば、合金化時の溶媒としては
リチウム合金の合金化電圧で安定な1.3−ジオキソラン
等の環状エーテルが好ましく、一方電池反応における充
放電時の溶媒としては酸化に対して安定なプロピレンカ
ーボネートとジメトキシエタンとの混合溶媒が好ましい
ものであり、本発明においては電池外でリチウム合金を
作成するため、合金化時と電池反応時とで適切な電解液
の選択が可能となる利点もある。
リチウム合金の合金化電圧で安定な1.3−ジオキソラン
等の環状エーテルが好ましく、一方電池反応における充
放電時の溶媒としては酸化に対して安定なプロピレンカ
ーボネートとジメトキシエタンとの混合溶媒が好ましい
ものであり、本発明においては電池外でリチウム合金を
作成するため、合金化時と電池反応時とで適切な電解液
の選択が可能となる利点もある。
ヘ．実施例 実施例１ 第１図は本発明法の第１の実施例を示し、アルミニウ
ム板（１）、ポリプロピレン或いはポリエチレン等の絶
縁性部材よりなる保液材（２）、リチウム板（３）並び
に座金（４）を、金属製のガイド板（５）に設けた孔部
（６）に順次積重配置し、このガイド板（５）の上下に
ステンレス板（７）（７）を位置させたものを組とし、
この組を数段から十数段積重ね、ガイド板（５）及びス
テンレス板（７）（７）に設けたボルト貫通孔（８）に
ボルト（９）を通して固定し、このボルト（９）でガイ
ド板（５）とステンレス板（７）（７）とを電気接続す
ると共に、積重体（10）を積重方向に2kg/cm2〜２トン/
cm2の圧で加圧状態とする。
ム板（１）、ポリプロピレン或いはポリエチレン等の絶
縁性部材よりなる保液材（２）、リチウム板（３）並び
に座金（４）を、金属製のガイド板（５）に設けた孔部
（６）に順次積重配置し、このガイド板（５）の上下に
ステンレス板（７）（７）を位置させたものを組とし、
この組を数段から十数段積重ね、ガイド板（５）及びス
テンレス板（７）（７）に設けたボルト貫通孔（８）に
ボルト（９）を通して固定し、このボルト（９）でガイ
ド板（５）とステンレス板（７）（７）とを電気接続す
ると共に、積重体（10）を積重方向に2kg/cm2〜２トン/
cm2の圧で加圧状態とする。
ついで、この積重体（10）を、過塩素酸リチウムを1.
3−ジオキソランに１モル／溶解した電解液（11）を
収納せる電解液槽（12）中に浸漬してリチウム−アルミ
ニウム合金板を得る。
3−ジオキソランに１モル／溶解した電解液（11）を
収納せる電解液槽（12）中に浸漬してリチウム−アルミ
ニウム合金板を得る。
この実施例においては、予じめボタン型電池の負極板
の寸法に見合うようにリチウム板及びアルミニウム板を
打抜いて用いているので、得られた合金板を直ちに負極
板として利用できる。
の寸法に見合うようにリチウム板及びアルミニウム板を
打抜いて用いているので、得られた合金板を直ちに負極
板として利用できる。
尚、座金（４）は特に必要なものではなく、ガイド板
（５）の孔部（６）内に配置されるリチウム板（３）、
保液材（２）及びアルミニウム板（１）の積重体の高さ
寸法を是正するためのものである。
（５）の孔部（６）内に配置されるリチウム板（３）、
保液材（２）及びアルミニウム板（１）の積重体の高さ
寸法を是正するためのものである。
又、リチウム板（３）とアルミニウム板（１）とを電
気接続するために、ガイド板（５）とステンレス板
（７）とをボルト（９）で電気接続しているが、ボルト
（９）に限定されず他の手段でもって電気接続すること
もできる。
気接続するために、ガイド板（５）とステンレス板
（７）とをボルト（９）で電気接続しているが、ボルト
（９）に限定されず他の手段でもって電気接続すること
もできる。
実施例２ 第２図は本発明法の第２の実施例を示し、リチウム板
（３）と、保液材（２）と、アルミニウム板（１）と積
重し、これらの上下にステンレス板（７）（７）を配置
したものを組とし、この組を数段から数十段積重ね、リ
チウム板（３）、保液材（２）、アルミニウム板（１）
及びステンレス板（７）（７）に設けたボルト貫通孔
（８）にボルト（９）を通して固定する。その後は実施
例１と同様の方法でリチウム−アルミニウム合金板を得
る。
（３）と、保液材（２）と、アルミニウム板（１）と積
重し、これらの上下にステンレス板（７）（７）を配置
したものを組とし、この組を数段から数十段積重ね、リ
チウム板（３）、保液材（２）、アルミニウム板（１）
及びステンレス板（７）（７）に設けたボルト貫通孔
（８）にボルト（９）を通して固定する。その後は実施
例１と同様の方法でリチウム−アルミニウム合金板を得
る。
この実施例においては、得られた合金板を所定寸法に
打抜いて電池用の負極板として利用される。
打抜いて電池用の負極板として利用される。
実施例３ 第３図は本発明法の第３の実施例を示し、帯状のアル
ミニウム板（１）、帯状の保液材（２）、帯状のリチウ
ム板（３）及びリチウム板（３）の集電体を兼ねると共
にアルミニウム板（１）の保液材（２）と面しない側の
合金化を防ぐ保護材としてのステンレス板（13）とをス
テンレス製の巻芯（14）に巻付けて積重体を形成し、そ
の後は実施例１と同様に電解液槽（12）に浸漬してリチ
ウム−アルミニウム合金板を得る。
ミニウム板（１）、帯状の保液材（２）、帯状のリチウ
ム板（３）及びリチウム板（３）の集電体を兼ねると共
にアルミニウム板（１）の保液材（２）と面しない側の
合金化を防ぐ保護材としてのステンレス板（13）とをス
テンレス製の巻芯（14）に巻付けて積重体を形成し、そ
の後は実施例１と同様に電解液槽（12）に浸漬してリチ
ウム−アルミニウム合金板を得る。
第４図は本発明法により得たリチウム−アルミニウム
合金板を負極として用いたボタン型非水電解液二次電池
の半断面図を示し、（15）は二酸化マンガンを活物質と
する正極であって、正極缶（16）の内底面に固着せる正
極集電体（17）に圧接されている。
合金板を負極として用いたボタン型非水電解液二次電池
の半断面図を示し、（15）は二酸化マンガンを活物質と
する正極であって、正極缶（16）の内底面に固着せる正
極集電体（17）に圧接されている。
（18）は本発明法により得たリチウム−アルミニウム
合金板を所定寸法に打抜いた負極であって、負極缶（1
9）の内底面に固着せる負極集電体（20）に圧着されて
いる。
合金板を所定寸法に打抜いた負極であって、負極缶（1
9）の内底面に固着せる負極集電体（20）に圧着されて
いる。
（21）はポリプロピレン多孔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
した電解液が含浸されている。（22）は絶縁パッキン
グ、電池寸法は直径24.0mm、高さ3.0mmである。
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
した電解液が含浸されている。（22）は絶縁パッキン
グ、電池寸法は直径24.0mm、高さ3.0mmである。
実施例１〜３により得たリチウム−アルミニウム合金
板を夫々負極に用いた電池を電池（Ａ）、（Ｂ）及び
（Ｃ）とする。
板を夫々負極に用いた電池を電池（Ａ）、（Ｂ）及び
（Ｃ）とする。
又、比較のために電池内でリチウム−アルミニウム合
金負極を作成した電池を電池（Ｄ）とする。
金負極を作成した電池を電池（Ｄ）とする。
第５図はこれら電池のサイクル特性比較図を示し、充
放電条件は充電電流5mA、放電電流5mAで夫々６時間行な
った。第５図から本発明法により得たリチウム−アルミ
ニウム合金を負極に用いた電池（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、
比較電池（Ｄ）に比してサイクル特性が向上しているの
がわかる。
放電条件は充電電流5mA、放電電流5mAで夫々６時間行な
った。第５図から本発明法により得たリチウム−アルミ
ニウム合金を負極に用いた電池（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、
比較電池（Ｄ）に比してサイクル特性が向上しているの
がわかる。
本発明は上記実施例に限定されるものではない。
リチウムと合金化する金属としてはアルミニウム以外
に、鉛、スズ、カドミウム、ビスマス、ケイ素、インジ
ウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属、或いはこれらの
金属にマンガン、クロム、鉄、タングステン、モリブデ
ン、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、チタン、バナ
ジウムなどを１種以上添加した金属であっても良い。
に、鉛、スズ、カドミウム、ビスマス、ケイ素、インジ
ウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属、或いはこれらの
金属にマンガン、クロム、鉄、タングステン、モリブデ
ン、コバルト、ニッケル、ジルコニウム、チタン、バナ
ジウムなどを１種以上添加した金属であっても良い。
又、合金化時の溶媒としては1,3−ジオキソラン以外
に、４−メチル−1,3−ジオキソラン、２−メチル−1,3
−ジオキソラン、2,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン、
テトラヒドロフラン、２−メチル−テトラヒドロフラ
ン、３−メチル−テトラヒドロフラン等の環状エーテル
が好ましい。これは環状エーテル耐還元性に優れるた
め、リチウム合金上に被膜が生成するのを抑制する効果
があることに起因する。
に、４−メチル−1,3−ジオキソラン、２−メチル−1,3
−ジオキソラン、2,4−ジメチル−1,3−ジオキソラン、
テトラヒドロフラン、２−メチル−テトラヒドロフラ
ン、３−メチル−テトラヒドロフラン等の環状エーテル
が好ましい。これは環状エーテル耐還元性に優れるた
め、リチウム合金上に被膜が生成するのを抑制する効果
があることに起因する。
更に、又、実施例１及び２では電気接続手段としてボ
ルトを用いる場合を示したが、この手段以外に例えばリ
チウム板と、リチウムと合金化する金属板との間に保液
材としてステンレス等の金属繊維集合体を用いることが
でき、この方法によれば電気接続と共に均質な合金化反
応を促進させる効果を合せ持ち極めて有益である。
ルトを用いる場合を示したが、この手段以外に例えばリ
チウム板と、リチウムと合金化する金属板との間に保液
材としてステンレス等の金属繊維集合体を用いることが
でき、この方法によれば電気接続と共に均質な合金化反
応を促進させる効果を合せ持ち極めて有益である。
ト．発明の効果 上述した如く、本発明法によれば、特に非水電解液二
次電池の負極として好適する均質なリチウム合金板を大
量に、且容易に製造することができるものであり、その
工業的価値は極めて大である。
次電池の負極として好適する均質なリチウム合金板を大
量に、且容易に製造することができるものであり、その
工業的価値は極めて大である。
第１図は本発明法の第１の実施例における合金製造法を
示す図、第２図は本発明法の第２の実施例における合金
製造法を示す図、第３図は本発明法の第３の実施例にお
ける合金製造法を示す図、第４図は本発明法により得た
合金を負極に用いた非水電解液二次電池の半断面図、第
５図は電池のサイクル特性比較図を夫々示す。 （１）……アルミニウム板、（３）……リチウム板、
（５）……ガイド板、（７）……ステンレス板、（８）
……ボルト貫通孔、（９）……ボルト、（10）……積重
体、（11）……合金化用電解液、（12）……電解液槽、
（15）……正極、（16）……正極缶、（18）……負極、
（19）……負極缶、（21）……電池用セパレータ、（2
2）……絶縁パッキング。
示す図、第２図は本発明法の第２の実施例における合金
製造法を示す図、第３図は本発明法の第３の実施例にお
ける合金製造法を示す図、第４図は本発明法により得た
合金を負極に用いた非水電解液二次電池の半断面図、第
５図は電池のサイクル特性比較図を夫々示す。 （１）……アルミニウム板、（３）……リチウム板、
（５）……ガイド板、（７）……ステンレス板、（８）
……ボルト貫通孔、（９）……ボルト、（10）……積重
体、（11）……合金化用電解液、（12）……電解液槽、
（15）……正極、（16）……正極缶、（18）……負極、
（19）……負極缶、（21）……電池用セパレータ、（2
2）……絶縁パッキング。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−208748（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−317634（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−208750（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−181274（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157822（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−215044（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/04 C22C 1/00
Claims (1)
- 【請求項１】リチウム板と、リチウムと合金化される金
属板とを、保液材を介して積重して積重体とし、 前記保液材に電解液を含浸させた状態で、前記積重体を
積重方向に加圧すると共に、前記リチウム板と前記金属
板とを電気接続することを特徴とするリチウム合金板の
製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1036715A JP2771580B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | リチウム合金板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1036715A JP2771580B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | リチウム合金板の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02215045A JPH02215045A (ja) | 1990-08-28 |
| JP2771580B2 true JP2771580B2 (ja) | 1998-07-02 |
Family
ID=12477448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1036715A Expired - Fee Related JP2771580B2 (ja) | 1989-02-15 | 1989-02-15 | リチウム合金板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2771580B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0746602B2 (ja) * | 1985-03-12 | 1995-05-17 | 日立マクセル株式会社 | リチウム有機二次電池の製造方法 |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP1036715A patent/JP2771580B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02215045A (ja) | 1990-08-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |