JPH01161671A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
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- JPH01161671A JPH01161671A JP32022287A JP32022287A JPH01161671A JP H01161671 A JPH01161671 A JP H01161671A JP 32022287 A JP32022287 A JP 32022287A JP 32022287 A JP32022287 A JP 32022287A JP H01161671 A JPH01161671 A JP H01161671A
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Classifications
-
- 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
- H01M6/22—Immobilising of electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
-
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- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/10—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with wound or folded electrodes
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分骨
本発明はリチウム、ナトリウムなどの軽金属を活物質と
する負極と、金属の酸化物、硫化物、ハロゲン化物など
を活物質とする正極と、非水系の′1解液とを備えた非
水電解液電池に係り、特に高率放電型或いは高容imの
非水゛シ屏液%[池の改良に関するものである。
する負極と、金属の酸化物、硫化物、ハロゲン化物など
を活物質とする正極と、非水系の′1解液とを備えた非
水電解液電池に係り、特に高率放電型或いは高容imの
非水゛シ屏液%[池の改良に関するものである。
(ロ)従来の技術
この種電源は高エネルギー密度を有し、且自己放電が少
ないという利点を有するため注目されており、事実、負
極活物質としてリチウム金属を用い、正極活物質として
二酸化マンガン、酸化第2銅、フッ化炭素或いはクロム
酸銀を用いる電池が実用化に至っている。とζろで、こ
の種電源はその用途拡大に伴いその安全性については更
に改善が望まれている。例えば外部短絡等が生じた場合
、短絡だよって電池温度が上昇し正負極間に介挿せるセ
パレータが溶融して正負極が部分的に接し内部短絡が生
じる。その結果、内部短絡部分に過大電流が流れ、電池
温度が異常に上昇するとと゛になる。このような不都合
を解消するために、特開昭60−25954号公報に開
示されているように、セパレータとして微多孔性樹脂フ
ィルムを用い温度上昇時にセパレータを溶融させて絶縁
フィルム化させることによって短絡電流を抑え電池温度
の異常上昇を防ぐ方法が提案されているが、セパレータ
の多孔部が完全に閉塞されて絶縁フィルふ化することは
困難であり、セパレータの残孔部を介して短絡電流は流
れ、電池温度の異常上昇に至る。
ないという利点を有するため注目されており、事実、負
極活物質としてリチウム金属を用い、正極活物質として
二酸化マンガン、酸化第2銅、フッ化炭素或いはクロム
酸銀を用いる電池が実用化に至っている。とζろで、こ
の種電源はその用途拡大に伴いその安全性については更
に改善が望まれている。例えば外部短絡等が生じた場合
、短絡だよって電池温度が上昇し正負極間に介挿せるセ
パレータが溶融して正負極が部分的に接し内部短絡が生
じる。その結果、内部短絡部分に過大電流が流れ、電池
温度が異常に上昇するとと゛になる。このような不都合
を解消するために、特開昭60−25954号公報に開
示されているように、セパレータとして微多孔性樹脂フ
ィルムを用い温度上昇時にセパレータを溶融させて絶縁
フィルム化させることによって短絡電流を抑え電池温度
の異常上昇を防ぐ方法が提案されているが、セパレータ
の多孔部が完全に閉塞されて絶縁フィルふ化することは
困難であり、セパレータの残孔部を介して短絡電流は流
れ、電池温度の異常上昇に至る。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
本発明は外部短絡等が生じて電池温度が上昇した際に、
それ以上に電池温度が異常上昇するのを阻止して電池の
安全性を向上させることを目的とする。
それ以上に電池温度が異常上昇するのを阻止して電池の
安全性を向上させることを目的とする。
に)問題点を解決する之めの手段
本発明は径金属を活物質とする負極と、正極と、ジメト
キシエタン、ジオキノラン或いはテトラヒドロフランな
どのエーテル類を含む非水電解液とからなる発電要素を
備えた電池において、常時は前記非水電解液と隔離され
、電池温度が所定温度に上昇した時に前記非水電解液と
接触するよって、脂肪酸塩を電池内に配置したことを4
!?黴とする非水電解液電池にある。
キシエタン、ジオキノラン或いはテトラヒドロフランな
どのエーテル類を含む非水電解液とからなる発電要素を
備えた電池において、常時は前記非水電解液と隔離され
、電池温度が所定温度に上昇した時に前記非水電解液と
接触するよって、脂肪酸塩を電池内に配置したことを4
!?黴とする非水電解液電池にある。
(ホ)作 用
電池温度の異常上昇の要因は短絡電流の増加にある。本
発明電池構成によれば、外部短絡などによりて若干電池
温度が上昇すると、例えばこの温度(所定温度)によっ
て溶融せる部材に封入されていた脂肪酸塩がエーテル類
を含む非水電解液と接触し、脂肪酸塩とエーテルとが反
応してエーテルがゲル化しその結果非水電解液の粘度が
高まり、短絡電流が減じられるので電池温度の異常上昇
は阻止される。
発明電池構成によれば、外部短絡などによりて若干電池
温度が上昇すると、例えばこの温度(所定温度)によっ
て溶融せる部材に封入されていた脂肪酸塩がエーテル類
を含む非水電解液と接触し、脂肪酸塩とエーテルとが反
応してエーテルがゲル化しその結果非水電解液の粘度が
高まり、短絡電流が減じられるので電池温度の異常上昇
は阻止される。
尚、脂肪酸塩としては一般的な石ケンの材料に使用され
るもの、例えばペルフルオロ脂肪酸塩類、アルキルマロ
ン酸塩類、アルカンスルホン酸塩類、硫酸アルキルエス
テル金属塩類、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム
類などが挙げられ、これらを単独或いは二種類以上組合
せて用いることができる。そして、実際の使用に際して
は脂肪酸塩を水或いはアルコールなどの親水性溶媒に溶
かして脂肪酸塩の溶液の形態で用いればエーテルへの分
散が良好となりゲル化速度が速められるので好ましい。
るもの、例えばペルフルオロ脂肪酸塩類、アルキルマロ
ン酸塩類、アルカンスルホン酸塩類、硫酸アルキルエス
テル金属塩類、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム
類などが挙げられ、これらを単独或いは二種類以上組合
せて用いることができる。そして、実際の使用に際して
は脂肪酸塩を水或いはアルコールなどの親水性溶媒に溶
かして脂肪酸塩の溶液の形態で用いればエーテルへの分
散が良好となりゲル化速度が速められるので好ましい。
又、脂肪酸塩は常時は非水電解液と隔離されているため
通常の電池反応に悪影響を与えることはない。そして、
脂肪酸塩を非水電解液と隔離する手段としては比・咬的
低融点の樹脂で成形したカプセル内に脂肪酸塩を封入し
て電池内に配置する方法が好ましい。
通常の電池反応に悪影響を与えることはない。そして、
脂肪酸塩を非水電解液と隔離する手段としては比・咬的
低融点の樹脂で成形したカプセル内に脂肪酸塩を封入し
て電池内に配置する方法が好ましい。
比咬的低融点の樹脂としては以下のものが適用でき、こ
れらを単独或いは二種以上組合せて用いることも可能で
ある。
れらを単独或いは二種以上組合せて用いることも可能で
ある。
ポリオレフィン系樹脂纂
ポリエチレン(融点137℃)、ポリプロピレン(17
6℃)、ポリブテン−1(126℃)、ポリ−5−メチ
ルヘキセン−1(130℃)など。
6℃)、ポリブテン−1(126℃)、ポリ−5−メチ
ルヘキセン−1(130℃)など。
ポリエステル系樹脂;
ポリへΦサメチレンテレフタレート(160℃)、ポリ
ペンタメチレンテレフタレート(154℃)など。
ペンタメチレンテレフタレート(154℃)など。
(へ)実施例
第1図は本発明の一実施例による円筒型非水電解液電池
の縦断面図を示す。
の縦断面図を示す。
第1図において(1)は正極板であって、活物質として
の二酸化マンガンに導電剤としてのアセチレンブラック
及び結着剤としてのフッ素對脂を85:10:5の重量
比で混合したものを集成網に塗着、乾燥したものである
。(2)は負極板であってリチウム圧延板を所定寸法に
打抜いたものである。
の二酸化マンガンに導電剤としてのアセチレンブラック
及び結着剤としてのフッ素對脂を85:10:5の重量
比で混合したものを集成網に塗着、乾燥したものである
。(2)は負極板であってリチウム圧延板を所定寸法に
打抜いたものである。
そしてこれら正負極板+IH2)はポリエチレン製の微
多孔性フィルムよりなるセパレータ13)を介して巻回
され渦巻電極体が形成される。
多孔性フィルムよりなるセパレータ13)を介して巻回
され渦巻電極体が形成される。
又、電解液としてはプロピレンカーボネートとジオキソ
ランとの混合溶媒に過塩素酸リチウムを溶解したものを
用いた。
ランとの混合溶媒に過塩素酸リチウムを溶解したものを
用いた。
而して、(4)は渦巻電極体の中央空間に配置されてい
るポリエチレン製のカプセルであって、その内部にはパ
ルミチン酸のカリウム塩の60%水溶液(5)が、電解
液量に対して5 vol:%封入されている。
るポリエチレン製のカプセルであって、その内部にはパ
ルミチン酸のカリウム塩の60%水溶液(5)が、電解
液量に対して5 vol:%封入されている。
尚、(6)は正極端子を兼ねる外装缶であって絶縁バッ
キング(7)により負極端子を兼ねる封口板(8)とは
電気的て絶縁されている。外装缶(6)は正裡リード片
j9)を介して正極板(11に接続され、封口板(8)
は負極リード片(1(1を介して負極板(2)に接続さ
れている。n1lf13は絶縁ワッシャである。この本
発明電池を(2)とする。
キング(7)により負極端子を兼ねる封口板(8)とは
電気的て絶縁されている。外装缶(6)は正裡リード片
j9)を介して正極板(11に接続され、封口板(8)
は負極リード片(1(1を介して負極板(2)に接続さ
れている。n1lf13は絶縁ワッシャである。この本
発明電池を(2)とする。
又、脂肪酸塩を電池内に組込まず、他は本発明電池と同
様の従来電池を■とする。
様の従来電池を■とする。
第2図及び第3図は本発明電池囚と従来電池■とを夫々
3ヶ直列に接読し外部短絡させた時の短絡電流及び電池
温度の経時変化を示す。尚、電池温度については各3ケ
の内、最も温度が上昇した電池の経時変化を示している
。
3ヶ直列に接読し外部短絡させた時の短絡電流及び電池
温度の経時変化を示す。尚、電池温度については各3ケ
の内、最も温度が上昇した電池の経時変化を示している
。
第2図を参照するに、本発明電池(2)及び従来電池■
は外部短絡後、約3分で短絡電流の激減が認められるが
、この理由はセパレータが溶融してセパレータの多孔部
が部分的に閉塞され絶縁フィルム化したことによると考
えられる。
は外部短絡後、約3分で短絡電流の激減が認められるが
、この理由はセパレータが溶融してセパレータの多孔部
が部分的に閉塞され絶縁フィルム化したことによると考
えられる。
その後、従来電池0では再度短絡・電流が増加し、3.
5Aまで増加することが認められる。これに対して本発
明電池(2)では、セパレータが絶縁フィルム化した後
、短1@電流はほとんど流れなかった。
5Aまで増加することが認められる。これに対して本発
明電池(2)では、セパレータが絶縁フィルム化した後
、短1@電流はほとんど流れなかった。
一方、第3図を参照するに、本発明電池(至)及び従来
電池0は外部短絡後、約5分で120°atで電池温度
が上昇することが認められる。
電池0は外部短絡後、約5分で120°atで電池温度
が上昇することが認められる。
その後、従来゛(池■では一旦105℃程度まで降下す
るが再度上昇し外部短絡後約22分で約200°Cまで
異常上昇した。
るが再度上昇し外部短絡後約22分で約200°Cまで
異常上昇した。
これに対して本発明電池(2)では120℃以上の温度
上昇は認められず徐々に温度は降下した。
上昇は認められず徐々に温度は降下した。
第2図及び第6図における本発明電池(5)の特有の現
象は次の理由によるものと考えられる。即ち、外部短絡
による電池温度の上昇時に、セパレータの溶融とほぼ同
時にカプセルが溶融、破壊され、脂肪酸塩が電解液と接
して電解液をゲル化し、負極活物質であるリチウムイオ
ンの移動が阻害されるため短絡電流が減じられ、その結
果電池温度の異常上昇が阻止される。
象は次の理由によるものと考えられる。即ち、外部短絡
による電池温度の上昇時に、セパレータの溶融とほぼ同
時にカプセルが溶融、破壊され、脂肪酸塩が電解液と接
して電解液をゲル化し、負極活物質であるリチウムイオ
ンの移動が阻害されるため短絡電流が減じられ、その結
果電池温度の異常上昇が阻止される。
尚、本発明を開示するに際して渦巻電極体を備えた円筒
型電池を例示し九が、これに限定されず扁平型電池のよ
うに他の電池形状にも適用しうろことは明白である。
型電池を例示し九が、これに限定されず扁平型電池のよ
うに他の電池形状にも適用しうろことは明白である。
(ト) 発明の効果
上述した如く、本発明によれば電池温度が異常に上昇す
ることのない安全性に優れた非水電解液電池を得ること
ができるものであり、この種電池の利用分野の拡大に資
するところ極めて大である。
ることのない安全性に優れた非水電解液電池を得ること
ができるものであり、この種電池の利用分野の拡大に資
するところ極めて大である。
第1図は本発明の一4s例による円筒歴非水電解液電池
の縦断直重、第2図は短絡電流の経時変化を示す図、第
5図は電池温度の経時変化を示す図である。 (11・・・正極板、(2)・・・負極板、13)・・
・セパレータ、(4)・・・カプセル、(5)・・・脂
肪酸塩、 (6)・・・外装缶、(7)・・・絶縁バッ
キング、(8)・・・封口板、 (9)・・・本発明電
池、 ■・・・従来電池。
の縦断直重、第2図は短絡電流の経時変化を示す図、第
5図は電池温度の経時変化を示す図である。 (11・・・正極板、(2)・・・負極板、13)・・
・セパレータ、(4)・・・カプセル、(5)・・・脂
肪酸塩、 (6)・・・外装缶、(7)・・・絶縁バッ
キング、(8)・・・封口板、 (9)・・・本発明電
池、 ■・・・従来電池。
Claims (1)
- (1) 軽金属を活物質とする負極と、正極と、ジメト
キシエタン、ジオキソラン或いはテトラヒドロフランな
どのエーテル類を含む非水電解液とからなる発電要素を
備えた電池において、常時は前記非水電解液と隔離され
、電池温度が所定温度に上昇した時に前記非水電解液と
接触するように、脂肪酸塩を電池内に配置したことを特
徴とする非水電解液電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32022287A JPH01161671A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32022287A JPH01161671A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01161671A true JPH01161671A (ja) | 1989-06-26 |
Family
ID=18119086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32022287A Pending JPH01161671A (ja) | 1987-12-17 | 1987-12-17 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01161671A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0614239A2 (en) * | 1993-03-01 | 1994-09-07 | Tadiran Ltd. | Non-aqueous safe secondary cell |
EP0631339A2 (en) * | 1993-03-30 | 1994-12-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Secondary battery |
JP2002282112A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-02 | Pigeon Corp | 食 器 |
US20130143076A1 (en) * | 2011-12-02 | 2013-06-06 | GM Global Technology Operations LLC | Materials and methods for retarding or preventing thermal runaway in batteries |
RU2653860C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2018-05-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Ампульный химический источник тока и способ его сборки |
-
1987
- 1987-12-17 JP JP32022287A patent/JPH01161671A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0614239A2 (en) * | 1993-03-01 | 1994-09-07 | Tadiran Ltd. | Non-aqueous safe secondary cell |
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EP0814531A2 (en) * | 1993-03-30 | 1997-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Secondary battery |
US5714277A (en) * | 1993-03-30 | 1998-02-03 | Canon Kabushiki Kaisha | Secondary battery |
EP0814531A3 (en) * | 1993-03-30 | 2000-02-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Secondary battery |
JP2002282112A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-02 | Pigeon Corp | 食 器 |
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US8951654B2 (en) * | 2011-12-02 | 2015-02-10 | GM Global Technology Operations LLC | Materials and methods for retarding or preventing thermal runaway in batteries |
RU2653860C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2018-05-15 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Ампульный химический источник тока и способ его сборки |
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