JPH01307169A - 有機溶媒電池の製造方法 - Google Patents
有機溶媒電池の製造方法Info
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- JPH01307169A JPH01307169A JP13636888A JP13636888A JPH01307169A JP H01307169 A JPH01307169 A JP H01307169A JP 13636888 A JP13636888 A JP 13636888A JP 13636888 A JP13636888 A JP 13636888A JP H01307169 A JPH01307169 A JP H01307169A
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Classifications
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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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
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- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
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- H01M4/12—Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
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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】
［産業上の利用分野］
本発明は、有機溶媒電池の製造方法に関する。
［従来の技術］
有機溶媒電池は、エネルギー密度が高く、かつ高い信頼
性を有するため多くの電子機器の電源として広く使用さ
れている。特に、時計、カメラ、ラジオ等の電源に用い
られる場合には高レベルの重負荷特性が要求される。
性を有するため多くの電子機器の電源として広く使用さ
れている。特に、時計、カメラ、ラジオ等の電源に用い
られる場合には高レベルの重負荷特性が要求される。
ところで、従来、有機溶媒電池は負極として水分に対し
て不安定な金属リチウムを用いるため、極力水分を除去
した露点−４０℃以下の低湿度雰囲気で正極等と共に組
立て製造する方法が採用されている。
て不安定な金属リチウムを用いるため、極力水分を除去
した露点−４０℃以下の低湿度雰囲気で正極等と共に組
立て製造する方法が採用されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上記従来の方法で製造された有機溶媒電
池では低温での重負荷特性において放電初期に電圧降下
が大きくなるという問題があった。
池では低温での重負荷特性において放電初期に電圧降下
が大きくなるという問題があった。
これは、リチウム負極を低湿度の雰囲気で組立て後、炭
酸プロピレンを含む電解液と接触する際に炭酸プロピレ
ンと金属リチウムとの反応によって該リチウム表面に炭
酸リチウムを主成分とする酸化皮膜が形成されることに
起因するためと考えられる。即ち、負極表面に前記酸化
皮膜が生成されると、電池に重負荷電流が流れる時に負
極界面で生じたリチウム′イオンが該酸化皮膜を通り抜
ける際の分極が大きくなるため、通電初期において電圧
降下が大きくなる。但し、更に通電を続けるに伴って前
記酸化皮膜が次第に破壊され、電圧降下が徐々に小さく
なる。
酸プロピレンを含む電解液と接触する際に炭酸プロピレ
ンと金属リチウムとの反応によって該リチウム表面に炭
酸リチウムを主成分とする酸化皮膜が形成されることに
起因するためと考えられる。即ち、負極表面に前記酸化
皮膜が生成されると、電池に重負荷電流が流れる時に負
極界面で生じたリチウム′イオンが該酸化皮膜を通り抜
ける際の分極が大きくなるため、通電初期において電圧
降下が大きくなる。但し、更に通電を続けるに伴って前
記酸化皮膜が次第に破壊され、電圧降下が徐々に小さく
なる。
本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたも
ので、内部抵抗が低く、重負荷放電での初期特性の優れ
た有機溶媒電池の製造方法を提供しようとするものであ
る。
ので、内部抵抗が低く、重負荷放電での初期特性の優れ
た有機溶媒電池の製造方法を提供しようとするものであ
る。
［課題を解決するための手段］
本発明は、正極と金属リチウムからなる負極とを電解液
保持材を介して積層され、電解液として炭酸プロピレン
を含む有機溶媒を用いたを機溶媒電池の製造において、
前記金属リチウム負極を露点が−１５〜−２５℃の乾燥
ガス雰囲気に曝した後、該負極、前記正極及び電解液保
持材の組立てを露点が一４０℃よりも低湿度ガス雰囲気
下で行なうことを特徴とする有機溶媒電池の製造方法で
ある。
保持材を介して積層され、電解液として炭酸プロピレン
を含む有機溶媒を用いたを機溶媒電池の製造において、
前記金属リチウム負極を露点が−１５〜−２５℃の乾燥
ガス雰囲気に曝した後、該負極、前記正極及び電解液保
持材の組立てを露点が一４０℃よりも低湿度ガス雰囲気
下で行なうことを特徴とする有機溶媒電池の製造方法で
ある。
上記金属リチウムの負極は、負極端子を兼ねる容器内面
に圧着した状態で前記雰囲気下に曝す。
に圧着した状態で前記雰囲気下に曝す。
この場合、リチウム負極単体を前記雰囲気に曝した後に
前記負極端子を兼ねる容器内面に圧着すると、該負極表
面が摩擦されたり、傷が付いてその表面に形成された酸
化皮膜が破壊されるため好ましくない。
前記負極端子を兼ねる容器内面に圧着すると、該負極表
面が摩擦されたり、傷が付いてその表面に形成された酸
化皮膜が破壊されるため好ましくない。
上記炭酸プロピレンを含む電解液としては、例えば過塩
素酸リチウム、ホウフッ化リチウム、六フッ化リン酸リ
チウム等の溶質を炭酸プロピレン単独又は炭酸プロピレ
ンに１．２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、
炭酸エチレン、ジオキソランから選ばれる少なくとも１
種以上を混合した有機溶媒で溶解したもの等を挙げるこ
とができる。
素酸リチウム、ホウフッ化リチウム、六フッ化リン酸リ
チウム等の溶質を炭酸プロピレン単独又は炭酸プロピレ
ンに１．２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、
炭酸エチレン、ジオキソランから選ばれる少なくとも１
種以上を混合した有機溶媒で溶解したもの等を挙げるこ
とができる。
上記乾燥ガスとしては、例えば空気、窒素又はアルゴン
などの不活性ガス等を挙げることができる。また、金属
リチウム負極を曝す雰囲気を上記範囲に限定した理由は
露点を一１５℃未満にすると湿度が高くなり過ぎて負極
そのものの劣化を招き、かといって露点が一２５℃を越
えると目的とする酸化皮膜を生成できず重負荷放電での
初期特性の向上化を達成できなくなるからである。なお
、金属リチウム負極を所定の乾燥ガス雰囲気中に曝す時
間は、８〜４０時間とすることが好ましい。
などの不活性ガス等を挙げることができる。また、金属
リチウム負極を曝す雰囲気を上記範囲に限定した理由は
露点を一１５℃未満にすると湿度が高くなり過ぎて負極
そのものの劣化を招き、かといって露点が一２５℃を越
えると目的とする酸化皮膜を生成できず重負荷放電での
初期特性の向上化を達成できなくなるからである。なお
、金属リチウム負極を所定の乾燥ガス雰囲気中に曝す時
間は、８〜４０時間とすることが好ましい。
上記組立て工程での雰囲気を限定した理由は、露点を一
４０℃未満にすると正極や電解液が水分を吸収するため
、特に長期貯蔵後での電池の脹れや内部抵抗の上昇、重
負荷特性の劣化を招くからである。
４０℃未満にすると正極や電解液が水分を吸収するため
、特に長期貯蔵後での電池の脹れや内部抵抗の上昇、重
負荷特性の劣化を招くからである。
［作用］
本発明によれば、金属リチウム負極を露点が−１５〜−
２５℃の乾燥ガス雰囲気に曝した後、該負極、前記正極
及び電解液保持材の組立てを露点が一４０℃よりも低湿
度ガス雰囲気下で行なうことによって内部抵抗が低く、
特に低温での重負荷放電初期の電圧降下を抑制した有機
溶媒電池を製造できる。これは、金属リチウム負極を前
記所定の乾燥雰囲気に曝すことによって、雰囲気中の水
分と金属リチウムとの反応により酸化リチウム皮膜が生
成され、組立て後での電解液中の炭酸プロピレンに対す
る保護作用がなされたため、炭酸プロピレンとの反応に
よる皮膜の生成が抑制されるためであると考えられる。
２５℃の乾燥ガス雰囲気に曝した後、該負極、前記正極
及び電解液保持材の組立てを露点が一４０℃よりも低湿
度ガス雰囲気下で行なうことによって内部抵抗が低く、
特に低温での重負荷放電初期の電圧降下を抑制した有機
溶媒電池を製造できる。これは、金属リチウム負極を前
記所定の乾燥雰囲気に曝すことによって、雰囲気中の水
分と金属リチウムとの反応により酸化リチウム皮膜が生
成され、組立て後での電解液中の炭酸プロピレンに対す
る保護作用がなされたため、炭酸プロピレンとの反応に
よる皮膜の生成が抑制されるためであると考えられる。
また、前記酸化リチウム皮膜は炭酸プロピレンとの反応
により生成された酸化皮膜に比べて膜質的に粗であるた
め、電池に重負荷電流が流れる時に負極界面で生じたリ
チウムイオンが該酸化皮膜を通り抜ける際の分極が小さ
くなり、通電初期において電圧降下を抑制できるものと
考えられる。
により生成された酸化皮膜に比べて膜質的に粗であるた
め、電池に重負荷電流が流れる時に負極界面で生じたリ
チウムイオンが該酸化皮膜を通り抜ける際の分極が小さ
くなり、通電初期において電圧降下を抑制できるものと
考えられる。
〔発明の実施例］
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
まず、負極端子を兼ねる封口板の内面に金属リチウムの
負極を圧着し、これを露点−１Ｏ℃、−１５℃、−２０
℃、−２５℃、−３０℃及び−４０℃の乾燥空気中で夫
々１６時間曝した後、これらの負極を圧管した封目板を
用いて第１図に示す直径２０ｍｍ、厚さ１．６朋の寸法
を有する８種の有機溶媒電池を露点−４０℃の乾燥空気
中で組立てた。
負極を圧着し、これを露点−１Ｏ℃、−１５℃、−２０
℃、−２５℃、−３０℃及び−４０℃の乾燥空気中で夫
々１６時間曝した後、これらの負極を圧管した封目板を
用いて第１図に示す直径２０ｍｍ、厚さ１．６朋の寸法
を有する８種の有機溶媒電池を露点−４０℃の乾燥空気
中で組立てた。
即ち、図中の１は正極端子を兼ねるステンレス製の電池
容器であり、この容器ｌ内には電解二酸化マンガンを加
熱焼成した活物質、アセチレンブラック及びポリテトラ
フルオロエチレンからなり、円板状に加圧成形した正極
２が収納されている。
容器であり、この容器ｌ内には電解二酸化マンガンを加
熱焼成した活物質、アセチレンブラック及びポリテトラ
フルオロエチレンからなり、円板状に加圧成形した正極
２が収納されている。
この正極２上には、ポリプロピレン製不織布からなる電
解液保持材３が配置されている。この保持４４３には、
炭酸プロピレンと１，２−ジメトキシエタンを体積比で
１ ＝１の割合で混合した有機溶媒に過塩素酸リチウム
を１モル溶解させた電解液が含浸されている。また、図
中の４は前記乾燥空気中に曝して処理した金属リチウム
負極５が内面に圧着されたステンレス製の封目板であり
、この封目板４は前記容器１の開口部にポリプロピレン
製バッキング６を介して液密に設けられている。
解液保持材３が配置されている。この保持４４３には、
炭酸プロピレンと１，２−ジメトキシエタンを体積比で
１ ＝１の割合で混合した有機溶媒に過塩素酸リチウム
を１モル溶解させた電解液が含浸されている。また、図
中の４は前記乾燥空気中に曝して処理した金属リチウム
負極５が内面に圧着されたステンレス製の封目板であり
、この封目板４は前記容器１の開口部にポリプロピレン
製バッキング６を介して液密に設けられている。
しかして、上記６種の有機溶媒電池について内部抵抗を
測定したところ、第２図に示す特性図を１４だ。また、
各有機溶媒電池について一１０℃で負荷＋００Ωを印加
した時の電圧変化を第３図に示す。
測定したところ、第２図に示す特性図を１４だ。また、
各有機溶媒電池について一１０℃で負荷＋００Ωを印加
した時の電圧変化を第３図に示す。
なお、第３図中の温度は金属リチウム負極の曝露処理時
における露点を示す。
における露点を示す。
第２図及び第３図から明らかなように金属リチウム負極
を露点−１５℃、−２０℃、−２５℃の乾燥空気雰囲気
に曝した有機溶媒電池では同乾燥雰囲気を露点−１０℃
、−３０℃、−４０℃とした電池に比べて良好な電池特
性を有することがわかる。これは、露点−１Ｏ℃の乾燥
空気での処理では雰囲気中の水分量が多過ぎるため負極
表面に均一な酸化リチウム皮膜を形成できくないばかり
か、リチウム自体の酸化が極度に進行して変色を招いた
りすることに起因するものと考えられる。一方露点が一
３０℃より低い低湿度雰囲気では、雰囲気中の水分量が
少ないため、炭酸プロピレンとの反応による皮膜形成を
抑制するのに充分な酸化皮膜の形成が困難となることに
起因するものと考えられる。
を露点−１５℃、−２０℃、−２５℃の乾燥空気雰囲気
に曝した有機溶媒電池では同乾燥雰囲気を露点−１０℃
、−３０℃、−４０℃とした電池に比べて良好な電池特
性を有することがわかる。これは、露点−１Ｏ℃の乾燥
空気での処理では雰囲気中の水分量が多過ぎるため負極
表面に均一な酸化リチウム皮膜を形成できくないばかり
か、リチウム自体の酸化が極度に進行して変色を招いた
りすることに起因するものと考えられる。一方露点が一
３０℃より低い低湿度雰囲気では、雰囲気中の水分量が
少ないため、炭酸プロピレンとの反応による皮膜形成を
抑制するのに充分な酸化皮膜の形成が困難となることに
起因するものと考えられる。
次に、露点−２０℃の乾燥空気雰囲気に曝す時間を変化
させて得た金属リチウム負極が圧着された封目板を用い
て第１図と同様な有機溶媒電池を組立て、これら電池に
ついて一１Ｏ℃で負荷１００Ωを印加した時の開路電圧
最低値を第４図に示す。この第４図より明らかなように
露点−２０℃の乾燥空気雰囲気中に負極を曝す時間は８
〜４０時間が電池の特性向上の観点から好ましいことが
わかる。これは、同乾燥空気雰囲気に曝す時間を８時間
未満にするとリチウム負極表面に生成される酸化皮膜の
状態が不均一で炭酸プロピレンとの反応による皮膜形成
を充分に抑制することが困難となり、−方間乾燥空気雰
囲気に曝す時間が４０時間を越えるとリチウム負極の酸
化が進行し過ぎて変色が起こり、特性が劣化するためと
考えられる。
させて得た金属リチウム負極が圧着された封目板を用い
て第１図と同様な有機溶媒電池を組立て、これら電池に
ついて一１Ｏ℃で負荷１００Ωを印加した時の開路電圧
最低値を第４図に示す。この第４図より明らかなように
露点−２０℃の乾燥空気雰囲気中に負極を曝す時間は８
〜４０時間が電池の特性向上の観点から好ましいことが
わかる。これは、同乾燥空気雰囲気に曝す時間を８時間
未満にするとリチウム負極表面に生成される酸化皮膜の
状態が不均一で炭酸プロピレンとの反応による皮膜形成
を充分に抑制することが困難となり、−方間乾燥空気雰
囲気に曝す時間が４０時間を越えるとリチウム負極の酸
化が進行し過ぎて変色が起こり、特性が劣化するためと
考えられる。
［発明の効果］
以上詳述した如く、本発明によれば内部抵抗が低く、特
に重負荷放電での初期電圧降下を抑制した優れた特性を
有する有機溶媒電池の製造方法を提供できる。
に重負荷放電での初期電圧降下を抑制した優れた特性を
有する有機溶媒電池の製造方法を提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示す有機溶媒電池の断面図
、第２図は金属リチウム負極を曝す乾燥空気雰囲気の露
点と該負極を組込んだ有機溶媒電池の内部抵抗との関係
を示す線図、第３図は金属リチウム負極を曝す乾燥空気
雰囲気の各露点と該負極を組込んだ各有機溶媒電池の開
路電圧を示す線図、第４図は金属リチウム負極を露点−
２０’Ｃで曝す時の時間とそれらの負極を組込んだ有機
溶媒電池の開路電圧との関係を示す線図である。 ■・・・正極端子を兼ねる電池容器、２・・・正極、３
、・・電解液保持材、４・・・負極端子を兼ねる封目板
、５１３．金属リチウム負極、６・・・パラキンク。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
、第２図は金属リチウム負極を曝す乾燥空気雰囲気の露
点と該負極を組込んだ有機溶媒電池の内部抵抗との関係
を示す線図、第３図は金属リチウム負極を曝す乾燥空気
雰囲気の各露点と該負極を組込んだ各有機溶媒電池の開
路電圧を示す線図、第４図は金属リチウム負極を露点−
２０’Ｃで曝す時の時間とそれらの負極を組込んだ有機
溶媒電池の開路電圧との関係を示す線図である。 ■・・・正極端子を兼ねる電池容器、２・・・正極、３
、・・電解液保持材、４・・・負極端子を兼ねる封目板
、５１３．金属リチウム負極、６・・・パラキンク。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 正極と金属リチウムからなる負極とを電解液保持材を
介して積層され、電解液として炭酸プロピレンを含む有
機溶媒を用いた有機溶媒電池の製造において、前記金属
リチウム負極を露点が−１５〜−２５℃の乾燥ガス雰囲
気に曝した後、該負極、前記正極及び電解液保持材の組
立てを露点が−４０℃よりも低いガス雰囲気下で行なう
ことを特徴とする有機溶媒電池の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13636888A JPH01307169A (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 有機溶媒電池の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13636888A JPH01307169A (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 有機溶媒電池の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307169A true JPH01307169A (ja) | 1989-12-12 |
Family
ID=15173533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13636888A Pending JPH01307169A (ja) | 1988-06-02 | 1988-06-02 | 有機溶媒電池の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01307169A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012111545A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 株式会社 東芝 | 非水電解質二次電池 |
| WO2012111547A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 株式会社 東芝 | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-06-02 JP JP13636888A patent/JPH01307169A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012111545A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 株式会社 東芝 | 非水電解質二次電池 |
| WO2012111547A1 (ja) * | 2011-02-18 | 2012-08-23 | 株式会社 東芝 | 非水電解質二次電池及びその製造方法 |
| JP2012174416A (ja) * | 2011-02-18 | 2012-09-10 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池 |
| CN103210529A (zh) * | 2011-02-18 | 2013-07-17 | 株式会社东芝 | 非水电解质二次电池及其制造方法 |
| US9509013B2 (en) | 2011-02-18 | 2016-11-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
| US9923192B2 (en) | 2011-02-18 | 2018-03-20 | Kabushiki Kaihsa Toshiba | Non-aqueous electrolyte secondary battery and production method thereof |
| US10490808B2 (en) | 2011-02-18 | 2019-11-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-aqueous electrolyte secondary battery and production method thereof |
| US11139465B2 (en) | 2011-02-18 | 2021-10-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-aqueous electrolyte secondary battery and production method thereof |
| USRE49306E1 (en) | 2011-02-18 | 2022-11-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Non-aqueous electrolyte secondary battery |
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