JPH0127562Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 この考案は、リチウム、ナトリウムなどのアル
カリ金属板よりなる負極と、正極集電体の両面に
正極活物質を加圧成形して作製した正極と非水電
解液とからなる非水電解液電池に係り、正極集電
体の改良に関するものである。

(ロ) 従来技術 従来、非水電解液電池の正極集電体としては専
ら網状体が使用されてきた。しかし大電流の放電
を可能にするために正負両極板を電解液含浸のセ
パレータを介して重ねて渦巻き状にした円筒型の
非水電解液電池においては特に、その構造のため
に網状集電体がほつれやすくその結果内部短絡が
多発し、電池性能上大きな問題であつた。

この点を改善するために第１ａ図と第１ｂ図と
に示すような貫通孔を有する導電板よりなる正極
集電体が提案されている。この正極集電体を用い
ることによつて内部短絡が1/10程度に減少し、上
記非水電解液電池においてこのタイプの正極集電
体は欠くことのできないものとなつた。

しかしこのタイプの正極集電体は両面が平面で
あるため、網状体のものと比べて正極活物質との
密着力が低いので集電体と活物質との接触部の抵
抗が増大する。そのため大電流放電時の特に放電
末期の性能が劣るという欠点がある。この正極活
物質と正極集電体との密着力を向上させるため
に、貫通孔の径を小さくするとともに集電体の全
面積に対する貫通孔の全面積の比率（開孔率）を
上げることが考えられるが通孔の径を1.5mm以下、
開孔率を70％以上にすることは作業性、コスト面
から非常に困難である。

また集電体と活物質との保持密着力を改善する
ために貫通孔を設けた導電板を型押しによつて凹
凸を設けた集電体が知られている（特開昭50−
78840号）。しかしこの集電体は厚みが２〜４ミル
（約0.05〜0.10mm）に対してその凹凸の振幅が約
20ミル（0.50mm）という厚みの数倍もの大きなも
のである。一方この考案の集電体を用いる非水電
解液電池は単位重量当りの電気量の大きいアルカ
リ金属を負極として用いる高エネルギー密度電池
であるため正極も高エネルギー密度のものを使用
しなければならない。従つて正極活物質を集電体
の両面に加圧成形する場合にできるだけ充填密度
を上げるために圧延が行われる。そして前記のよ
うな凹凸の振幅が大きい集電体ではこの圧延工程
で凹凸が伸びるとともに電極表面が波打つ傾向が
あるので充分に活物質の密度を上げにくいという
欠点がある。

(ハ) 考案の目的 この考案は上記のごとき従来技術の欠点を解消
した正極集電体を作製しこれを用いて優れた大電
流放電特性を有する非水電解液電池を提供するの
を目的とするものである。

(ニ) 考案の構成 この考案は、アルカリ金属板よりなる負極３
と、正極集電体１の両面に正極活物質を加圧成形
した正極２と、非水電解液とを備える非水電解液
電池であつて、前記正極集電体１は、多数の貫通
孔１２を具備しかつその表面に多数の凹所１３を
形設して粗面化された耐電解液性の導電板よりな
り、前記凹所の深さが２ミクロン以上で導電板自
身の厚みの1/10以下であることを特徴とする非水
電解液電池を提供するものである。

この考案の電池の正極集電体は貫通孔を具備す
るだけではなくて第２ａ図および第２ｂ図に示す
ように、その表面に凹所を形設して粗面化された
耐電解液性の導電板からなり導電板としては一般
にステンレス鋼板が用いられる。この考案では、
上記の凹所の深さが２ミクロン以上で導電板自身
の厚みの1/10以下とすることによつて、正極物質
を集電体に加圧形成する場合、凹凸が伸びて電極
表面が波打つ傾向がなく、充分圧延することがで
きるので活物質の密度を上げることができる。そ
してその表面の凹所は深さが２ミクロンより小さ
くなると、正極活物質として用いられる二酸化マ
ンガンなどの粒子径は１ミクロン程度なので、活
物質と集電体との密着度が低下し一方集電体の厚
みの1/10を超えると集電体自体の強度が低下す
る。正極導電板の粗面化の方法としては、表面に
凸部を設けたローラーで正極用導電板を圧延し
て、その表面に所望の凹所を作製する方法、導電
板を酸処理する方法などがある。

(ホ) 実施例 以下図に示す実施例によつてこの考案を説明す
る。ステンレス鋼板を表面に凸部を設けたローラ
ーで圧延して深さが５ミクロン近傍の凹所１３を
多数有する厚み0.05mmの粗面化された導電板を作
製し、次いでこれに1.5mm径の貫通孔１２を多数
打抜いて開孔率65％の正極集電体１を作製した。
この正極集電体１に、二酸化マンガン85重量部、
カーボン６重量部、ポリテトラフルオロエチレン
粉末２重量部およびポリビニルアルコール２重量
部の混合物に適量の水を加えて混合して得たスラ
リーを塗布し、乾燥後圧延切断して帯状正極２を
作製した。一方金属リチウム板の帯状負極３を、
プロピレンカーボネート／エチレングリコールジ
メチルエーテル（１：１）混合溶媒に過塩素酸リ
チウム（１モル／）を溶解した溶液の電解液を
含浸させたポリプロピレン繊維不織布のセパレー
タ４を介して、上記帯状正極と重ねて巻いて第３
図に示すような渦巻き状電極の非水電解液電池Ａ
を作製した。尚、５は巻芯兼用の負極ピン、６は
正極缶、７は内缶、８は絶縁パツキング、９は絶
縁リング、１０は絶縁板、１１は負極キヤツプで
ある。また上記電池の粗面化処理した正極集電体
の代りに粗面化処理しない集電体を用いること以
外同じの対照の非水電解液電池Ｂを作製した。こ
のふたつの電池に120Ωの抵抗を接続したところ、
第４図に示す放電カーブが得られた。このカーブ
からこの考案の電池Ａの方が対照の電池Ｂよりも
大電流の放電特性、特にその末期の特性が優れて
いることが分かる。またこの場合の電池容量はＡ
が145mAHであるのに対しＢのそれは130mAH
であつた。

(ヘ) 考案の効果 この考案の電池の正極集電体は、表面に凸部を
設けたローラーで正極用導電板を圧延したり、導
電板を酸処理して、導電板表面に前記のような凹
所を作製し、これに貫通孔を設けるという簡単な
方法で作製することができる。またこの正極集電
体を用いると活物質を充分に加圧して成形するこ
とができるので、正極活物質と集電体との密着度
が向上し、大電流放電特性、特にその末期の特性
に優れた電池容量の大きい非水電解液電池が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は従来の非水電解液電池用正極集電体
の平面図、第１ｂ図は同縦断面図、第２ａ図はこ
の考案の非水電解液電池用正極集電体の一実施例
の平面図、第２ｂ図は同縦断面図、第３図はこの
考案の正極集電体を用いて作製した非水電解液電
池の一実施例の概略縦断面図および第４図はこの
考案の正極集電体を用いた非水電解液電池Ａと対
照の非水電解液電池Ｂの放電特性を示すグラフで
ある。 １…正極集電体、２…帯状正極、３…帯状負
極、４…セパレータ、５…負極ピン、６…正極
缶、７…内缶、８…絶縁パツキング、９…絶縁リ
ング、１０…絶縁板、１１…負極キヤツプ、１２
…貫通孔および１３…凹所。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 アルカリ金属板よりなる負極３と、正極集電体
   １の両面に正極活物質を加圧成形した正極２と、
   非水電解液とを備える非水電解液電池であつて、 前記正極集電体１は、多数の貫通孔１２を具備
   しかつその表面に多数の凹所１３を形設して粗面
   化された耐電解液性の導電板よりなり、前記凹所
   の深さが２ミクロン以上で導電板自身の厚みの1/
   １０以下であることを特徴とする非水電解液電池。