JP2777383B2 - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JP2777383B2 JP2777383B2 JP63296346A JP29634688A JP2777383B2 JP 2777383 B2 JP2777383 B2 JP 2777383B2 JP 63296346 A JP63296346 A JP 63296346A JP 29634688 A JP29634688 A JP 29634688A JP 2777383 B2 JP2777383 B2 JP 2777383B2
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- Japan
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- aqueous electrolyte
- electrolyte battery
- stainless steel
- conductive material
- carbon
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Description
【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 この発明は、非水電解液電池に関し、特に正極に用い
られる導電材として集電能力が高く、耐腐蝕性に富み、
高負荷放電特性の良好な導電材の材料組成にかかるもの
である。
られる導電材として集電能力が高く、耐腐蝕性に富み、
高負荷放電特性の良好な導電材の材料組成にかかるもの
である。
《従来の技術》 リチウム電池などの非水電解質電池の正極には、正極
活物質の他に集電作用をなすものとして粉末状または繊
維状の導電体が混合されている。
活物質の他に集電作用をなすものとして粉末状または繊
維状の導電体が混合されている。
これら導電体としては、一般にカーボン、黒鉛などの
炭素質からなる導電材粉末が用いられている。
炭素質からなる導電材粉末が用いられている。
また、その他の導電体としては、黒鉛などの表面にニ
ッケル、白金、金等のメッキを施したものがあるほか、
粒状または繊維状のステンレス系素材も用いている。
ッケル、白金、金等のメッキを施したものがあるほか、
粒状または繊維状のステンレス系素材も用いている。
《考案が解決しようとする課題》 しかしながら、前者の炭素質粉末にあっては、電池エ
ネルギーの高いリチウム電池の導電体としては抵抗が大
きく、十分な集電能力がなく、放電による体積膨脹によ
り集電効果が低下する欠点があった。
ネルギーの高いリチウム電池の導電体としては抵抗が大
きく、十分な集電能力がなく、放電による体積膨脹によ
り集電効果が低下する欠点があった。
また、後者のメッキによるものにあっては、メッキを
施すため製造が面倒であり、正極および電解液中のイオ
ンの影響により腐蝕を受け易く、また白金、金等を材料
として用いた場合には高価となっていた。
施すため製造が面倒であり、正極および電解液中のイオ
ンの影響により腐蝕を受け易く、また白金、金等を材料
として用いた場合には高価となっていた。
さらに、ステンレスを導電体として用いる場合にも抵
抗が大きく、耐腐蝕性に乏しく集電効率が低い欠点があ
った。
抗が大きく、耐腐蝕性に乏しく集電効率が低い欠点があ
った。
この発明は、以上の問題を解決するものであって、耐
腐蝕性があり、集電効率が高く、高負荷特性を向上する
ようにした非水電解液電池を提供することを目的とす
る。
腐蝕性があり、集電効率が高く、高負荷特性を向上する
ようにした非水電解液電池を提供することを目的とす
る。
《課題を解決するための手段》 前記目的を達成するため、この発明は、正極として二
酸化マンガン、硫化鉄、酸化モリブデンなどの金属酸化
物と導電材の混合物を用い、負極に金属リチウムを用い
た非水電解液電池において、前記導電材として黒鉛、カ
ーボンとともにクロム18〜20重量％，モリブデン1.8〜
2.5重量％，炭素と窒素の総量が0.03重量％以下、チタ
ン，タンタル，ニオブのうち少なくとも１種が窒素と炭
素の総量より多く含まれているフェライト系ステンレス
鋼からなる粉末、または繊維を用いた。
酸化マンガン、硫化鉄、酸化モリブデンなどの金属酸化
物と導電材の混合物を用い、負極に金属リチウムを用い
た非水電解液電池において、前記導電材として黒鉛、カ
ーボンとともにクロム18〜20重量％，モリブデン1.8〜
2.5重量％，炭素と窒素の総量が0.03重量％以下、チタ
ン，タンタル，ニオブのうち少なくとも１種が窒素と炭
素の総量より多く含まれているフェライト系ステンレス
鋼からなる粉末、または繊維を用いた。
前記フェライト系ステンレス鋼の粉末または繊維が導
電材中に５〜50％含有することが望ましい。
電材中に５〜50％含有することが望ましい。
その限定理由は以下の通りである。
すなわち、導電材中の前記組成の金属粉末の含有量を
５〜70％変えた正極を用いたCR2430形電池のサンプルを
5kΩの負荷で300時間放電後、300Ωでパルス放電し５秒
後の電圧を観察したところ、第１図のグラフに示す結果
を得られた。なお、図中０％は従来の炭素系粉末のみの
導電材を用いたものであって、50％までは所定の効果が
あったが、それ以上の場合には効果がなかった。
５〜70％変えた正極を用いたCR2430形電池のサンプルを
5kΩの負荷で300時間放電後、300Ωでパルス放電し５秒
後の電圧を観察したところ、第１図のグラフに示す結果
を得られた。なお、図中０％は従来の炭素系粉末のみの
導電材を用いたものであって、50％までは所定の効果が
あったが、それ以上の場合には効果がなかった。
したがって、以上の範囲が好ましく、特に30％付近が
効果のピークである。
効果のピークである。
前記フェライト系ステンレス鋼を粉末として用いた場
合には、その粒径が0.05〜2mmであることが望ましい。
合には、その粒径が0.05〜2mmであることが望ましい。
その限定理由は以下の通りである。
含有量を30％として、粒径を0.03〜0.3まで変えたCR2
430形電池のサンプルを5kΩの負荷で300時間放電後、30
0Ωでパルス放電し５秒後の電圧を観察したところ、第
２図のグラフに示す結果を得られた。
430形電池のサンプルを5kΩの負荷で300時間放電後、30
0Ωでパルス放電し５秒後の電圧を観察したところ、第
２図のグラフに示す結果を得られた。
この結果、粒径が0.05〜0.2mmまでの範囲で効果がみ
られ、それを下回る、または上回った粒径では効果が低
下する。
られ、それを下回る、または上回った粒径では効果が低
下する。
したがって、以上の範囲が好ましい。
フェライト系ステンレス鋼を繊維状として用いた場合
には、その線径が0.05〜0.1mmであることが望ましい。
には、その線径が0.05〜0.1mmであることが望ましい。
その限定理由は以下の通りである。
すなわち、正極に対する含有量30％、長さ3mmの繊維
状の合金を用い、線径を0.05〜0.2mmまで変えたCR2430
形電池のサンプルを5kΩの負荷で300時間放電後、300Ω
でパルス放電し５秒後の電圧を観察したところ、第３図
のグラフに示す結果を得られた。
状の合金を用い、線径を0.05〜0.2mmまで変えたCR2430
形電池のサンプルを5kΩの負荷で300時間放電後、300Ω
でパルス放電し５秒後の電圧を観察したところ、第３図
のグラフに示す結果を得られた。
この結果、線径0.05〜0.1mmまでの範囲で効果がみら
れ、それを下回る、または上回った線径では効果が低下
する。
れ、それを下回る、または上回った線径では効果が低下
する。
したがって、以上の範囲が好ましい。
《作用および効果》 以上により、この発明の非水電解液電池によれば、ク
ロム18〜20重量％，モリブデン1.8〜2.5重量％，炭素と
窒素の総量が0.03重量％以下、チタン，タンタル，ニオ
ブのうち少なくとも１種が窒素と炭素の総量より多く含
まれているフェライト系ステンレス鋼からなる粉末、ま
たは繊維を正極の導電材として用いることにより、従来
の正極に比べて放電持続時間が長く、パルス電圧も高い
結果を得られた。
ロム18〜20重量％，モリブデン1.8〜2.5重量％，炭素と
窒素の総量が0.03重量％以下、チタン，タンタル，ニオ
ブのうち少なくとも１種が窒素と炭素の総量より多く含
まれているフェライト系ステンレス鋼からなる粉末、ま
たは繊維を正極の導電材として用いることにより、従来
の正極に比べて放電持続時間が長く、パルス電圧も高い
結果を得られた。
《実 施 例》 次に、この発明の実施例を説明する。
なお、この発明は以下の実施例に限定されるものでな
い。
い。
MnO2 100重量部 黒鉛 ７重量部 バインダ（PTFE） ５重量部 YUS190＊（繊維） ３重量部 合計 115重量部 ＊YUS190の組成 Cr…18.8、Mo…1.8、Ti…0.12、Nb…0.28、Ｃ…0.009、
Ｎ…0.008、残部鉄 ＊YUS180の線径…0.1mm、長さ3mm 以上の正極合剤を混合した後、常法によりCR2430形リ
チウム電池を作成した。
Ｎ…0.008、残部鉄 ＊YUS180の線径…0.1mm、長さ3mm 以上の正極合剤を混合した後、常法によりCR2430形リ
チウム電池を作成した。
そして、この電池と従来の電池とを比較したところ、
第４図のグラフに示す結果を得られた。
第４図のグラフに示す結果を得られた。
この比較試験はCR2430形電池のサンプルを20℃で4kΩ
の負荷で300時間放電後、300Ωでパルス放電し５秒後の
電圧を観察した結果を示すものであり、本発明品は従来
に比べて持続時間が長く、パルス電圧も全般的に高く性
能が向上していることが認められた。
の負荷で300時間放電後、300Ωでパルス放電し５秒後の
電圧を観察した結果を示すものであり、本発明品は従来
に比べて持続時間が長く、パルス電圧も全般的に高く性
能が向上していることが認められた。
なお、本発明組成のフェライト系ステンレス鋼と他の
ステンレス鋼を用いた場合における高温貯蔵後の内部抵
抗を測定した結果以下の表に示す結果を得られた。
ステンレス鋼を用いた場合における高温貯蔵後の内部抵
抗を測定した結果以下の表に示す結果を得られた。
＊なお、各成分は公知であるので、組成については割愛
するが、いずれも、炭素および窒素の量がチタン、タン
タル、ニオブの量を上回っている。また、Ｅ−Brit26−
１は比較的本発明に近い抵抗値となっているが、この理
由は本発明品に次いで窒素および炭素量が少ないからで
ある。しかしながら、このものにはチタン、タンタル、
ニオブのいずれも含有させておらず、また価格も高いの
で実用的ではない。
するが、いずれも、炭素および窒素の量がチタン、タン
タル、ニオブの量を上回っている。また、Ｅ−Brit26−
１は比較的本発明に近い抵抗値となっているが、この理
由は本発明品に次いで窒素および炭素量が少ないからで
ある。しかしながら、このものにはチタン、タンタル、
ニオブのいずれも含有させておらず、また価格も高いの
で実用的ではない。
したがって、本発明組成のものを正極の導電材として
用いることによって、どのフェライト系ステンレス鋼に
比べても保存後の内部抵抗増加が小さいことが判明して
いる。
用いることによって、どのフェライト系ステンレス鋼に
比べても保存後の内部抵抗増加が小さいことが判明して
いる。
第１図は導電在中の金属繊維含有量とパルス電圧との関
係を示すグラフ、第２図は金属粒径とパルス電圧との関
係を示すグラフ、第３図は金属粒径とパルス電圧との関
係を示すグラフ、第４図は本発明の正極を用いたリチウ
ム電池と従来の正極を用いたリチウム電池との特性を比
較したグラフである。
係を示すグラフ、第２図は金属粒径とパルス電圧との関
係を示すグラフ、第３図は金属粒径とパルス電圧との関
係を示すグラフ、第４図は本発明の正極を用いたリチウ
ム電池と従来の正極を用いたリチウム電池との特性を比
較したグラフである。
フロントページの続き (72)発明者 遠藤 幸郎 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (72)発明者 名倉 秀哲 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−98051（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−311566（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/36 - 4/62 H01M 4/02 - 4/06
Claims (4)
- 【請求項１】正極として二酸化マンガン、硫化鉄、酸化
モリブデンなどの金属酸化物と導電材の混合物を用い、
負極に金属リチウムを用いた非水電解液電池において、
前記導電材として黒鉛、カーボンとともにクロム18〜20
重量％，モリブデン1.8〜2.5重量％，炭素と窒素の総量
が0.03重量％以下、チタン，タンタル，ニオブのうち少
なくとも１種が窒素と炭素の総量より多く含まれている
フェライト系ステンレス鋼からなる粉末、または繊維を
用いたことを特徴とする非水電解液電池。 - 【請求項２】前記フェライト系ステンレス鋼の粉末また
は繊維が導電材中に５〜50％含有されていることを特徴
とする請求項１記載の非水電解液電池。 - 【請求項３】前記フェライト系ステンレス鋼は粉末であ
り、その粒径が0.05〜2mmであることを特徴とする請求
項１または２に記載の非水電解液電池。 - 【請求項４】前記フェライト系ステンレス鋼は繊維状を
なし、その線径が0.05〜1mmであることを特徴とする請
求項１または２に記載の非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296346A JP2777383B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296346A JP2777383B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02144851A JPH02144851A (ja) | 1990-06-04 |
| JP2777383B2 true JP2777383B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=17832361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63296346A Expired - Fee Related JP2777383B2 (ja) | 1988-11-25 | 1988-11-25 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2777383B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5342712A (en) * | 1993-05-17 | 1994-08-30 | Duracell Inc. | Additives for primary electrochemical cells having manganese dioxide cathodes |
| EP1016156B1 (en) * | 1997-06-27 | 2003-08-27 | Lg Chemical Limited | Lithium ion secondary battery and manufacturing method of the same |
-
1988
- 1988-11-25 JP JP63296346A patent/JP2777383B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02144851A (ja) | 1990-06-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |