JPH01115063A - 電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、電解液として非水溶液を用いた電池において
、特に正極活物質として二酸化マンガンとぶつ化炭素を
用いた正極合剤の改良に関するものである。

従来の技術 従来、この種の正極合剤は、二酸化マンガン粉末とぶつ
化炭素粉末の両者を活物質とし、これにバインダーとし
てＰＴＩ！／’Ｉｔのグイスパージタンをｉ械的な撹拌
羽根の回転による混合機を用いて混合分散させて作成す
るか、又はそれぞれ独立した粉末を混合し成型していた
。ところで電池の放電性能に影響を及ぼす要因として、
両者の混合状態がある。即ち、二酸化マンガン粉末とぶ
つ化炭素粉末が如何に均一に頻度よく接触しているかと
いうことである。これらの接触頻度が低下すると、正極
合剤の利用率が低下し、放電容量が減少する。

発明が解決しようとする問題点 このような従来の構成では、両者の活物質の分散が不充
分で凝集現象を起こしている。その結果反応に寄与しな
い活物質かでき、利用率が低下して放電容量が減少する
という問題があった。この種の合剤は一般に導電材のア
セチレンブラックを少なくシ、もしくは無しにしてアセ
チレンブラックの体積分だけ活物質量を増加させて放電
性能を向上させる設計がなされている。即ち導電材とし
てはぶつ化炭素の放電反応によって生じる炭素（黒鉛）
が導電材の役目を果すことを利用している。したがって
二酸化マンガンとぶつ化炭素は充分にかつ均一に分散さ
せなければならない。しかしながら従来のように独立し
た両者の粉末を単に混合しても、均一に分散させること
は困雅であり、両者の粉末間の接触が十分に得られない
。又単に混合したとしても同一活物質同志が一種の凝集
現象を起こす。従ってこの場合、見かけ上、均一に混合
されたとしても、微視的にみると完全な混合分散状態は
達成されていない。

本発明はこのような問題点を解決するもので、二酸化マ
ンガン粉末とふっ化炭素粉末の両者間で均一な接触が十
分得られることにより、正極活物質の利用率を高め、放
電容量の大きな電池を提供することを目的とするもので
ある。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するために本発明は、二酸化マンガン
粉末表面にぶつ化炭素粉末を固定した活物質粉末を用い
て正極合剤を構成したものである。

作用 この構成により、正極合剤中の二酸化マンガン粉末とふ
っ化炭素粉末の両者間で、均一な接触が十分得られる。

本発明の活物質では、二酸化マンガン表面にぶつ化炭素
粉末が強固に固定されているため、ふっ化炭素の放電反
応によってできる炭素（黒鉛）は、二酸化マンガン表面
に固定されている状態にある。

従って二酸化マンガンへの電子の供給がふっ化炭素の還
元反応によってできた黒鉛を通じて順調に起こるため、
二酸化マンガンは十分に放電反応を起こす。その結果ふ
っ化炭素と二酸化マンガンの両者の活物質とも十分に放
電反応を起こし、正極活物質の利用率は高められ放電容
量の向上に役立つこととなる。

実施例 以下本発明の詳細な説明する。

本発明の活物質は次のように作成される。二酸化マンガ
ンとぶつ化炭素の混合物を撹拌羽根のある容器中で混合
し、両者の活物質を静電的に付着させる。次いで高速で
公転・自転の併合運動が可能な混合機を用いて二酸化マ
ンガン粉末表面に、ぶつ化炭素粉末を打ち込み、固定す
る。固定化される理由は次のように考えられる。公転・
自転運動を併合することにより、二酸化マンガン粉末上
に存在しているぶつ化炭素同志が摩擦力を受けるため、
各々の粉末は三次元的な自由度をもった回転運動エネル
ギーを持つ。この際に重力加速度が加わっていると、各
々のふっ化炭素は更に活性な運動エネルギーをもち、互
いに□衝突し合って結果的に、二酸化マンガン層に埋め
込まれ固定される。

次に具体的な実施例を述べる。平均粒径３０μｍの二酸
化マンガン７５ｆと、平均粒径６μｍのふり化炭素２５
ｆを撹拌羽根のある容器で約１００ＯＲ／Ｍ　　の回転
数で撹拌し、二つの活物質を静電的に付着させる。次い
でこれらを高速回転が可能な混合１幾に投入し、公転に
よる回転数２０００　ｒｐｌｍ。

重力加速度に換算して７Ｇを各粉末に与え、かつ同時に
１２　Ｏｒｐｌｍで自転させることにより、ぶつ化炭素
粉末の固定された二酸化マンガンが得られる。処理時間
は３分間でよい。得られた活物質を模式的な断面図とし
て第１図に示す。図中二酸化マンガン１ムの表面に粒径
の小さなふっ化炭素１Ｂが埋め込み固定されている。

得られた活物質を用いてコイン型電池２０１６サイズ（
高さ２ｆｆ、直径１６ｆｆ）を構成した。第２図にその
構成断面図を示す。本発明の正極合剤６は、前述の方法
によって作られたぶつ化炭素が固定化された二酸化マン
ガンＰＴＦＩＣ（ポリテトラフロロエチレン）のエマル
ジヲンｉ液ｔ−加、ｔて混合し、コイン型に成型された
ものである。一方負極４はリチウム金属である。正負そ
れぞれの活物質はステンレス製の正極集電体６及びニッ
ケル型の負極集電体３に電気的に接続されている。負極
４と正極合剤６との間に、溶質として１ＭのＬｉＣＦ３
５Ｏ５、溶媒として５０％のプロピレンカーポートと５
０チのジメトキシエタンの混合物からなる電解液を含む
ポリプロピレン不織布、製ノーｔ＝パレータ７が介在し
ている。これらの発電要素及び集電体はステンレス製の
ケース１．ニッケル型の封口板２及びポリプロピレン環
の絶縁バッキング８にて液密封口されている。

このコイン型２０１６サイズの放電特性を第３図に示し
た。

第３図中ｃ、ｃ’は従来の二酸化マンガン粉末７６部と
ふっ化炭素粉末２６部と少量のＰＴＦＫのディスパージ
ボンを混合して得られた正極合剤から構成された電池で
あり、Ｄ　、　Ｄ’は上述した本発明の二酸化マンガン
粉末表面にふり化炭素粉末を固定した活物質をＰＴＦＩ
Ｃのディスバージランと混合して得られた正極合剤から
構成された電池である。Ｃ，Ｄの実線は２０’Ｃ３０に
Ω連続放電の曲線であｊｉ、　、　Ｃ／、　Ｄ１０破線
は２０’Ｃ４０’ＯΩ２秒パルス放電の曲線である。本
発明の電池Ｄ　、　Ｄ’は従来の電池Ｃ、Ｃ’に比較し
て放電容量が約２０％上昇していることがわかる。

この放電容量が大きくなる理由は、ぶつ化炭素の放電反
応によってできる炭素（黒鉛）が二酸化マンガン表面に
固定された状態にあるため、二酸化マンガンへの電子の
供給が順調に起こることから、正極活物質の利用率が向
上したためである。

発明の効果 以上のように本発明によれば、二酸化マンガン粉末の表
面にぶつ化炭素粉末を固定した活物質を用いた正極合剤
で構成された電池は、正極合剤の利用率が高められ、放
電容量を大きくすることができるという効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二酸化マンガン粉末とふつ化炭素粉末
との固定状態を示す図、第２図は同活物質を用いたコイ
ン型電池の構成断面図、第３図は本発明による電池と従
来電池の放電特性の比較を示す図である。 １・・・・ケース、２・・・・・封口板、３・・・・負
極集電体、４・・・・負極、５・・・・正極集電体、６
・・・・・正極合剤、７・・・・・セパレータ、８・・
・・・給源バッキング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正極活物質に二酸化マンガンとふっ化炭素を使用した電
   池であって、二酸化マンガン粉末表面にふっ化炭素粉末
   を固定した活物質粉末を用いることを特徴とする電池。