JP2925665B2 - 非水系電解液電池 - Google Patents
非水系電解液電池Info
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- JP2925665B2 JP2925665B2 JP2167628A JP16762890A JP2925665B2 JP 2925665 B2 JP2925665 B2 JP 2925665B2 JP 2167628 A JP2167628 A JP 2167628A JP 16762890 A JP16762890 A JP 16762890A JP 2925665 B2 JP2925665 B2 JP 2925665B2
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- battery
- lithium
- negative electrode
- aqueous electrolyte
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- 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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- Primary Cells (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 本発明は、内部抵抗が小さく保存特性に優れ、更に二
次電池とした場合には、上記特性に加えて優れたサイク
ル特性を有する非水系電解液電池に関する。
次電池とした場合には、上記特性に加えて優れたサイク
ル特性を有する非水系電解液電池に関する。
（ロ） 従来の技術 非水系電解液電池は、電圧が高く、エネルギー密度も
高いことからメモリーバックアップ用電源からカメラ用
電源まで広い分野において普及している。
高いことからメモリーバックアップ用電源からカメラ用
電源まで広い分野において普及している。
しかし非水系電解液電池は、負極活物質に活性の高い
リチウムを使用しているため、種々の物質と反応しやす
い。従来から非水系電解液電池の電解液には、比較的安
定であるプロピレンカーボネートやエチレンカーボネー
トなどが用いられてきたが、電池の高温長期の保存にお
いては徐々にではあるがリチウムと電解液との反応が生
じ、様々な電池性能の劣化をひき起こしてしまう。
リチウムを使用しているため、種々の物質と反応しやす
い。従来から非水系電解液電池の電解液には、比較的安
定であるプロピレンカーボネートやエチレンカーボネー
トなどが用いられてきたが、電池の高温長期の保存にお
いては徐々にではあるがリチウムと電解液との反応が生
じ、様々な電池性能の劣化をひき起こしてしまう。
例えば一次電池とした場合には、保存中に内部抵抗の
上昇が生じ、高率放電特性劣化につながってしまう。ま
た二次電池とした場合には、デンドライトが生じやすく
なるため、サイクル特性の劣化を生じる。そのため、非
水系電解液電池の負極には、リチウム合金あるいはリチ
ウムとの複合体が使用されるが、十分な特性が得られな
かった。
上昇が生じ、高率放電特性劣化につながってしまう。ま
た二次電池とした場合には、デンドライトが生じやすく
なるため、サイクル特性の劣化を生じる。そのため、非
水系電解液電池の負極には、リチウム合金あるいはリチ
ウムとの複合体が使用されるが、十分な特性が得られな
かった。
（ハ） 発明が解決しようとする課題 本発明は、一次電池においては内部抵抗が小さく保存
特性に優れ、二次電池においては前記特性に加えて、サ
イクル特性に優れた非水系電解液電池を提供しようとす
るものである。
特性に優れ、二次電池においては前記特性に加えて、サ
イクル特性に優れた非水系電解液電池を提供しようとす
るものである。
（ニ） 課題を解決するための手段 本発明の非水系電解液電池は、リチウム金属、リチウ
ム合金、リチウム・カーボン複合体等のリチウムを含有
する負極と、正極と、有機溶媒及び溶質からなる電解液
とを備えた電池であって、前記リチウムを含有する負極
の表面を、As、Ｐ、Ｂから選択された少なくとも一つを
含む気体で処理したことを特徴とするものである。
ム合金、リチウム・カーボン複合体等のリチウムを含有
する負極と、正極と、有機溶媒及び溶質からなる電解液
とを備えた電池であって、前記リチウムを含有する負極
の表面を、As、Ｐ、Ｂから選択された少なくとも一つを
含む気体で処理したことを特徴とするものである。
また、前記正極としては、二酸化マンガン、リチウム
合金マンガン酸化物、リチウム含有コバルト酸化物を用
いるのが好ましい。
合金マンガン酸化物、リチウム含有コバルト酸化物を用
いるのが好ましい。
（ホ） 作用 本発明の如く、リチウムを含有する負極の表面を、A
s、Ｐ、Ｂから選択された少なくとも１つを含む気体で
処理することにより、種々の電池特性が向上する。この
理由は明かではないが、前記処理により、負極の表面に
電解液との反応を抑制する被膜が形成されるためである
と考えられる。
s、Ｐ、Ｂから選択された少なくとも１つを含む気体で
処理することにより、種々の電池特性が向上する。この
理由は明かではないが、前記処理により、負極の表面に
電解液との反応を抑制する被膜が形成されるためである
と考えられる。
従来、リチウムを負極活物質として用いた電池の溶質
として、LiAsF6や、LiPF6を使用した場合、負極表面に
電池内で同様の被膜が形成されることが考えられる。こ
のように、これら溶質を電解液に加え電池内で被膜を形
成させる場合には、前記被膜の厚みを規制できないとい
う欠点がある。
として、LiAsF6や、LiPF6を使用した場合、負極表面に
電池内で同様の被膜が形成されることが考えられる。こ
のように、これら溶質を電解液に加え電池内で被膜を形
成させる場合には、前記被膜の厚みを規制できないとい
う欠点がある。
しかし、本発明の如く、As、Ｐ、Ｂから選択された少
なくとも１つを含む気体で処理する場合には、気体の濃
度、処理時間を規制することにより、被膜の厚みを規制
することができるという特徴がある。
なくとも１つを含む気体で処理する場合には、気体の濃
度、処理時間を規制することにより、被膜の厚みを規制
することができるという特徴がある。
（ヘ） 実施例 本発明の実施例を、第１図に示す扁平型非水系電解液
電池に基づいて、以下に説明する。
電池に基づいて、以下に説明する。
実施例１には一次電池の場合、実施例２には二次電池
の場合について、記述する。
の場合について、記述する。
（実施例１） 第１図は、本発明に係る扁平型の非水系電解液一次電
池の縦断面図である。
池の縦断面図である。
第１図中、リチウム金属から成る負極１は、負極集電
体２の内面に圧着されており、この負極集電体２はフェ
ライト系ステンレス鋼（SUS430）から成る断面略コ字状
の負極缶３の内底面に固着されている。上記負極缶３の
周端は、ポリプロピレン製の絶縁パッキング４の内部に
固定されており、絶縁パッキング４の外周には、ステン
レスから成り上記負極缶３とは反対方向に断面略コ字状
を成す正極缶５が固定されている。この正極缶５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７が固定されている。この正極７
と、前記負極１との間には、電解液が含浸されたセパレ
ータ８が介装されている。ところで前記正極７は、350
〜430℃の温度範囲で熱処理した二酸化マンガンを活物
質として用い、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、
それぞれ85:10:5の重量比で混合した後、この混合物を
加圧成形し、250〜350℃で熱処理して作製したものであ
る。
体２の内面に圧着されており、この負極集電体２はフェ
ライト系ステンレス鋼（SUS430）から成る断面略コ字状
の負極缶３の内底面に固着されている。上記負極缶３の
周端は、ポリプロピレン製の絶縁パッキング４の内部に
固定されており、絶縁パッキング４の外周には、ステン
レスから成り上記負極缶３とは反対方向に断面略コ字状
を成す正極缶５が固定されている。この正極缶５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７が固定されている。この正極７
と、前記負極１との間には、電解液が含浸されたセパレ
ータ８が介装されている。ところで前記正極７は、350
〜430℃の温度範囲で熱処理した二酸化マンガンを活物
質として用い、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、
それぞれ85:10:5の重量比で混合した後、この混合物を
加圧成形し、250〜350℃で熱処理して作製したものであ
る。
一方、本発明の要点である前記負極１は、リチウム
を、常圧のAsH3（Asを含む気体）に１時間さらした後、
所定寸法に打ち抜くことにより作製した。この処理の時
間は、数分から１時間程度が好ましい。
を、常圧のAsH3（Asを含む気体）に１時間さらした後、
所定寸法に打ち抜くことにより作製した。この処理の時
間は、数分から１時間程度が好ましい。
また電解液としては、プロピレンカーボネート（PC）
と、ジメトキシエタン（DME）とを、5:5の割合で混合し
た混合系有機溶媒に、LiCF3SO3を１モル／溶解させた
ものを用いた。
と、ジメトキシエタン（DME）とを、5:5の割合で混合し
た混合系有機溶媒に、LiCF3SO3を１モル／溶解させた
ものを用いた。
尚、電池径は20mm、電池厚は2.5mm、電池容量は130mA
hである。
hである。
このようにして作製した電池を、以下本発明電池Ａと
称する。
称する。
一方、比較例としてAsH3で処理していないリチウムを
用いた電池を製制し、比較電池Ｘとする。
用いた電池を製制し、比較電池Ｘとする。
上記本発明電池Ａ及び比較電池Ｘにおいて初期の高率
放電特性と、保存後の高率放電特性とを調べた。その結
果を、第２図及び第３図に示す。
放電特性と、保存後の高率放電特性とを調べた。その結
果を、第２図及び第３図に示す。
ここで第２図は、電池組立後直ちに、温度25℃、負荷
300Ωで放電したときの高率放電特性であり、また第３
図は、電池組立後、60℃で３カ月間保存した後、温度25
℃、負荷300Ωで放電したときの高率放電特性を示す図
である。
300Ωで放電したときの高率放電特性であり、また第３
図は、電池組立後、60℃で３カ月間保存した後、温度25
℃、負荷300Ωで放電したときの高率放電特性を示す図
である。
第２図及び第３図より明かなように、AsH3で処理した
リチウムを負極として用いた本発明電池Ａは、比較電池
Ｘに比べて、初期、保存後とも優れた高率放電特性を示
すことがわかる。
リチウムを負極として用いた本発明電池Ａは、比較電池
Ｘに比べて、初期、保存後とも優れた高率放電特性を示
すことがわかる。
（実施例２） ここで作製した非水系二次電池の構成は、第１図に示
す扁平型電池と同じであるが、正極活物質には充電可能
なマンガン酸化物を用いている。また電解液には、プロ
ピレンカーボネート（PC）とエチレンカーボネート（E
C）とを、それぞれ5:5の割合で混合した混合系有機溶媒
に、LiCF3SO3を１モル／溶解させたものを用いてい
る。
す扁平型電池と同じであるが、正極活物質には充電可能
なマンガン酸化物を用いている。また電解液には、プロ
ピレンカーボネート（PC）とエチレンカーボネート（E
C）とを、それぞれ5:5の割合で混合した混合系有機溶媒
に、LiCF3SO3を１モル／溶解させたものを用いてい
る。
そして負極に、PH3で処理したリチウムを用いた電池
を本発明電池Ｂ、処理しないリチウムを用いた電池を比
較電池Ｙとした。
を本発明電池Ｂ、処理しないリチウムを用いた電池を比
較電池Ｙとした。
これらの電池を用い、電池のサイクル特性を比較し
た。このサイクル試験の条件は、充放電電流2mAで３時
間とし、放電時間内に2.0Vに達した電池をその電池寿命
とした。そして電池組立直後にサイクル試験した結果を
第４図に、60℃で３カ月間の保存後にサイクル試験した
結果を第５図に、それぞれ示す。第４図、第５図より本
発明電池Ｂは、比較電池Ｙに比べて、初期、保存後と
も、サイクル特性に優れていることがわかる。
た。このサイクル試験の条件は、充放電電流2mAで３時
間とし、放電時間内に2.0Vに達した電池をその電池寿命
とした。そして電池組立直後にサイクル試験した結果を
第４図に、60℃で３カ月間の保存後にサイクル試験した
結果を第５図に、それぞれ示す。第４図、第５図より本
発明電池Ｂは、比較電池Ｙに比べて、初期、保存後と
も、サイクル特性に優れていることがわかる。
（ト） 発明の効果 以上説明したように、本発明の非水系電解液電池は、
リチウムを含有する負極の表面を、As、Ｐ、Ｂから選択
された少なくとも１つを含む気体で処理しているので、
一次電池とした場合には内部抵抗が小さく保存特性に優
れ、また二次電池とした場合には上記特性に加えてサイ
クル特性に優れた電池が提供でき、その工業的価値は極
めて大きい。
リチウムを含有する負極の表面を、As、Ｐ、Ｂから選択
された少なくとも１つを含む気体で処理しているので、
一次電池とした場合には内部抵抗が小さく保存特性に優
れ、また二次電池とした場合には上記特性に加えてサイ
クル特性に優れた電池が提供でき、その工業的価値は極
めて大きい。
第１図は本発明の扁平型非水系電解液電池の縦断面図、
第２図は初期の放電特性図、第３図は保存後の放電特性
図、第４図は初期のサイクル特性図、第５図は保存後の
サイクル特性図である。 １……負極、２……負極集電体、３……負極缶、４……
絶縁パッキング、５……正極缶、６……正極集電体、７
……正極、８……セパレータ、 Ａ、Ｂ……本発明電池、Ｘ、Ｙ……比較電池。
第２図は初期の放電特性図、第３図は保存後の放電特性
図、第４図は初期のサイクル特性図、第５図は保存後の
サイクル特性図である。 １……負極、２……負極集電体、３……負極缶、４……
絶縁パッキング、５……正極缶、６……正極集電体、７
……正極、８……セパレータ、 Ａ、Ｂ……本発明電池、Ｘ、Ｙ……比較電池。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大下 竜司 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 古川 修弘 大阪府守口市京阪本通２丁目18番地 三 洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−23958（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/06 - 4/12 H01M 4/02 - 4/04 H01M 6/16 H01M 10/40
Claims (2)
- 【請求項１】リチウム金属、リチウム合金、リチウム・
カーボン複合体等のリチウムを含有する負極と、正極
と、有機溶媒及び溶質からなる電解液とを備えた電池で
あって、 前記リチウムを含有する負極の表面を、As、Ｐ、Ｂから
選択された少なくとも一つを含む気体で処理したことを
特徴とする非水系電解液電池。 - 【請求項２】前記正極が、二酸化マンガン、リチウム含
有マンガン酸化物、リチウム含有コバルト酸化物から選
択された少なくとも１つであることを特徴とする請求項
記載の非水系電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167628A JP2925665B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 非水系電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2167628A JP2925665B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 非水系電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0458457A JPH0458457A (ja) | 1992-02-25 |
| JP2925665B2 true JP2925665B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=15853313
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2167628A Expired - Fee Related JP2925665B2 (ja) | 1990-06-26 | 1990-06-26 | 非水系電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2925665B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20190148710A1 (en) * | 2016-09-12 | 2019-05-16 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Lithium batteries |
-
1990
- 1990-06-26 JP JP2167628A patent/JP2925665B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0458457A (ja) | 1992-02-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |