JPH0212771A - リチウム系熱電池 - Google Patents
リチウム系熱電池Info
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- JPH0212771A JPH0212771A JP16399488A JP16399488A JPH0212771A JP H0212771 A JPH0212771 A JP H0212771A JP 16399488 A JP16399488 A JP 16399488A JP 16399488 A JP16399488 A JP 16399488A JP H0212771 A JPH0212771 A JP H0212771A
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- 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
- H01M6/30—Deferred-action cells
- H01M6/36—Deferred-action cells containing electrolyte and made operational by physical means, e.g. thermal cells
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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
本発明はリチウム系熱電池に関するものである。
従来の技術
リチウム系熱電池は、正極活物質として硫化鉄または二
硫化鉄を用・い、負極活物質として金属リチウムまたは
リチウムアルミニウム合金、リチウムシリコン合金、リ
チウムボロン合金等のリチウム合金を用い、電解液とし
て塩化リチウムと塩化カリウムの混合物や弗化リチウム
と塩化リチウムと臭化リチウムの混合塩を用いる高温−
次電池である。
硫化鉄を用・い、負極活物質として金属リチウムまたは
リチウムアルミニウム合金、リチウムシリコン合金、リ
チウムボロン合金等のリチウム合金を用い、電解液とし
て塩化リチウムと塩化カリウムの混合物や弗化リチウム
と塩化リチウムと臭化リチウムの混合塩を用いる高温−
次電池である。
従来正極には導電材の添加は行われていなかった。それ
は硫化鉄も二碕化鉄も電子電導性が優れており導電材の
添加は極板の理論容量を低下させるだけであると考えら
れてきたためである。
は硫化鉄も二碕化鉄も電子電導性が優れており導電材の
添加は極板の理論容量を低下させるだけであると考えら
れてきたためである。
リチウム系熱電池の特徴は、その優れた高率放電特性に
あるが、近年電池エネルギー密度をよりいっそう向上す
ることが強く望まれるようになり、そのために電池の高
率放電性能をさらに改良する必要が生じてきた。
あるが、近年電池エネルギー密度をよりいっそう向上す
ることが強く望まれるようになり、そのために電池の高
率放電性能をさらに改良する必要が生じてきた。
すなわち従来の熱電池は、平均放！電流密度が数１００
１八／−であったのに対し、今後は１＾／−以上の高率
放電を行なわねばならなくなった。
１八／−であったのに対し、今後は１＾／−以上の高率
放電を行なわねばならなくなった。
発明が解決しようとする課題
しかし従来の電池は、ＩＡ／−以上の高率放電を行なう
と放電容量が著しく減少するという問題点があった。高
率放電における容量低下の原因を詳しく検討した結果、
正極板中に放電生成物である。
と放電容量が著しく減少するという問題点があった。高
率放電における容量低下の原因を詳しく検討した結果、
正極板中に放電生成物である。
Ｌｉ２Ｓが凝固析出することによって反応の進行が妨げ
られることが容量低下の原因のひとつであることがわか
った。
られることが容量低下の原因のひとつであることがわか
った。
従来の数１００１１Ａ／ａａ程度の放電では生成したＬ
ｉ、３が拡散によって電解液バルクへ輸送されるためこ
のような凝固析出は放電の終期にいたるまでほとんど起
こらないが、１＾／−以上の高率放電になるとＬｉ、
Ｓの生成速度が拡散による輸送速度より速くなるため活
物質近傍の電解液中にＬｉ２Ｓが蓄積し放電の初期にお
いても容易に溶解量の限界を越え活物質表面に析出する
。正極板中、すなわち活物質粒子間に固体が析出すると
粒子間の接触を阻害し′＠極の電子電導性が低下する。
ｉ、３が拡散によって電解液バルクへ輸送されるためこ
のような凝固析出は放電の終期にいたるまでほとんど起
こらないが、１＾／−以上の高率放電になるとＬｉ、
Ｓの生成速度が拡散による輸送速度より速くなるため活
物質近傍の電解液中にＬｉ２Ｓが蓄積し放電の初期にお
いても容易に溶解量の限界を越え活物質表面に析出する
。正極板中、すなわち活物質粒子間に固体が析出すると
粒子間の接触を阻害し′＠極の電子電導性が低下する。
この結果、反応が妨げられ、放電容量が低下するのであ
る。
る。
特に液の拡散速度が低下する低温で高率放電を行なうと
、前記の固体析出はさらに顕著にあられれる。
、前記の固体析出はさらに顕著にあられれる。
課題を解決するための手段
本発明は、リチウム系熱電池において、正極に導電材と
してモリブデン、ステンレス、アセチレンブラックもし
くはグラファイトのうち１種または２種以上を添加した
ことを特徴とする。
してモリブデン、ステンレス、アセチレンブラックもし
くはグラファイトのうち１種または２種以上を添加した
ことを特徴とする。
ここで２種以上の導電材を添加するのは、後述の実施例
に示すごとく、モリブデン粉末が最も自己放電が少なく
要量が多いが高価であるためモリブデン粉末にステンレ
ス等を加えて用いる場合等があるためである。
に示すごとく、モリブデン粉末が最も自己放電が少なく
要量が多いが高価であるためモリブデン粉末にステンレ
ス等を加えて用いる場合等があるためである。
作用
発明者は、高率放電時においても活物質粒子間の電子電
導性を良好に保つため導電剤の添加を試みた。
導性を良好に保つため導電剤の添加を試みた。
導電剤としてニッケル粉、鉄粉、モリブデン粉。
ステンレス粉、アセチレンブラックおよびグラファイト
等を試みた。この結果、ニッケル粉、鉄粉は活物質と反
応し放電容量がかえって低下した。
等を試みた。この結果、ニッケル粉、鉄粉は活物質と反
応し放電容量がかえって低下した。
モリブデン粉、ステンレス粉、アセチレンブラックおよ
びグラファイトは、後述の実施例に示すように放電電圧
の向上および容量増加に顕著な効果があった。
びグラファイトは、後述の実施例に示すように放電電圧
の向上および容量増加に顕著な効果があった。
従来の比較的低率放電では、正極への導電材の添加は、
特に顕著な効果がなく単にエネルギー密度を低下させる
だけと考えられていたが、高率放電では正極中での固体
析出によって正極の電子電導性が著しく低下するのを防
ぎ、活物質利用率の向上に顕著な効果がある。したがっ
てリチウム系熱電池の高率放電性能の改良には本発明に
基づく導電材の添加は極めて重要な手段となる。
特に顕著な効果がなく単にエネルギー密度を低下させる
だけと考えられていたが、高率放電では正極中での固体
析出によって正極の電子電導性が著しく低下するのを防
ぎ、活物質利用率の向上に顕著な効果がある。したがっ
てリチウム系熱電池の高率放電性能の改良には本発明に
基づく導電材の添加は極めて重要な手段となる。
実施例
以下に好適な実施例を用いて本発明を説明する。
正極活物質に二硫化鉄を用い、負極活物質にリチウムア
ルミニウム合金を用い、電解液に弗化リチウムと塩化リ
チウムと臭化リチウムの共晶塩を用い、正極板にモリブ
デン粉を１０１４ｔ％添加した本発明によるリチウム系
熱電池（Ａ）を製作した１次にモリブデン粉の代わりに
正極板にステンレス粉またはアセチレンブラックまたは
グラファイトを添加した本発明によるリチウム系熱電池
（Ｂ）、 （Ｃ）。
ルミニウム合金を用い、電解液に弗化リチウムと塩化リ
チウムと臭化リチウムの共晶塩を用い、正極板にモリブ
デン粉を１０１４ｔ％添加した本発明によるリチウム系
熱電池（Ａ）を製作した１次にモリブデン粉の代わりに
正極板にステンレス粉またはアセチレンブラックまたは
グラファイトを添加した本発明によるリチウム系熱電池
（Ｂ）、 （Ｃ）。
（０）を製作した。そして比教のために正極板に導電材
を添加しない従来のリチウム系熱電池（Ｅ）を製作した
。これらの全ての熱電池は、正極が容量制限極になるよ
うに設計されている。また熱電池の楕或は、導電材を加
えたために熱電池（Ａ）〜（０）の正極理論容量が熱電
池（［）に比べ１０％少なくなってしまったこと以外は
全て同様である。
を添加しない従来のリチウム系熱電池（Ｅ）を製作した
。これらの全ての熱電池は、正極が容量制限極になるよ
うに設計されている。また熱電池の楕或は、導電材を加
えたために熱電池（Ａ）〜（０）の正極理論容量が熱電
池（［）に比べ１０％少なくなってしまったこと以外は
全て同様である。
これらの電池を一４０゛Ｃで１１１＾／ｃ１！で放電し
た。その結果を第１図に示す。
た。その結果を第１図に示す。
同図より本発明に基づく熱電池（＾）〜ｆＤ）は、従来
のＰ！：電池（Ｅ）にくらべ放電電圧および終始電圧１
２Ｖまでの容量ともに高く、優れた高率放電特性を有し
ていることがわかる。
のＰ！：電池（Ｅ）にくらべ放電電圧および終始電圧１
２Ｖまでの容量ともに高く、優れた高率放電特性を有し
ていることがわかる。
なかでもモリブデン粉末を用いた場合は、活物質との自
己放電が最も少なく、その結果放電容量が最も多い。
己放電が最も少なく、その結果放電容量が最も多い。
発明の効果
以上述べたように、本発明により高率放電性能の優れた
リチウム系熱電池を得ることができる。
リチウム系熱電池を得ることができる。
第１図は、本発明による熱電池および従来の熱電池の放
電特性を示した図である。
電特性を示した図である。
Claims (1)
- １、リチウム系熱電池において、正極に導電材としてモ
リブデン、ステンレス、アセチレンブラックもしくはグ
ラファイトのうち１種または２種以上を添加したことを
特徴とするリチウム系熱電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16399488A JPH0212771A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | リチウム系熱電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16399488A JPH0212771A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | リチウム系熱電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212771A true JPH0212771A (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=15784739
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16399488A Pending JPH0212771A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | リチウム系熱電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0212771A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9550888B2 (en) | 1999-08-31 | 2017-01-24 | Momentive Performance Materials Inc. | Low viscosity filler composition of boron nitride particles of spherical geometry and process |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60230362A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | Japan Storage Battery Co Ltd | 熱電池 |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16399488A patent/JPH0212771A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60230362A (ja) * | 1984-04-27 | 1985-11-15 | Japan Storage Battery Co Ltd | 熱電池 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9550888B2 (en) | 1999-08-31 | 2017-01-24 | Momentive Performance Materials Inc. | Low viscosity filler composition of boron nitride particles of spherical geometry and process |
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