JPH02210769A - 非水電池の製造方法 - 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、非水電池の製造方法に関し、詳述すると、非
水電池の構成要素中最も水分を多く含む正極の前処理で
ある脱水の方法に関するものである。

［発明の概要］ 本発明は、非水電池の正極を、吸水性の良い非水溶媒、
好ましくは、電池の電解液に使用する非水溶媒と同様の
溶媒に浸漬することにより、正極中の水分を非水溶媒中
に拡散させて、正極から水分を除去し、低コストで工業
的に実用性があり。

高い信頼性を有する非水電池の製造方法を提供しようと
するものである。

〔従来の技術Ｊ 近年、リチウムやリチウム合金を負極に用いた電池が、
−次電池や二次電池として注目され、カメラや電卓等の
小型電子機器、メモリーバックアップ用の電源として広
く使用されている。

しかし、リチウムやリチウム合金などアルカリ金属を負
極として用いた電池では、ＩＥ池内に水を用いることが
できないため、電解質を非水溶媒に溶解した非水電解液
が用いられており、電池中では水分はほぼ完全に取り除
かれている必要がある。特に、電池の構成要素のうち正
極は多くの水分を含み易いため、非水電池の製造におい
ては、その脱水は非常に大切である。

正極の脱水処理の方法としては、真空加熱による方法や
、正極を電解液中に浸漬させて、正極中の水分を電解液
中に拡散させそのまま電池を構成する方法などがとられ
ている。特に、耐熱性の弱い導電性高分子などを正極と
する場合は、加熱による方法がとれないため、電解液に
浸漬する方法がとられている。

［発明が解決しようとする課題］ 前述のように、正極に耐熱性の弱い活物質を用いる場合
は、加熱により脱水をすることができないので電解液に
正極を浸漬させて電解液中に水分を拡散させる方法がと
られる。

電解液に浸漬させる方法をとる場合、電解液は正極中に
浸透し正極中の水分を十分電解液中に拡散させることが
でき、電解液が電池の構成要素なので電解液を浸み込ま
せたまま電池を組み立てることができるが、次のような
問題点がある。

１、を解液は高価であるが、正極中の水分が電解液中に
拡散するためには大量の浸漬のための電解液が必要であ
る。したがって、電池の製造コストが高くなる。

２、浸漬に使用し水分を含んでしまった電解液は再度使
用できないため、廃液として廃棄しなければならないが
、電解質を溶かし込んである電解液は廃棄処理が大変で
ある。

３、′ｗ１解液中に浸漬した正極は、振り切ってもその
中の電解液は十分取り去ることができず、正極中にいく
らかの電解液を含んだまま電池を組み立てることになる
ので、電池内に等しい量の電解液を入れることができず
、量産した場合には、電解液量がばらついてしまい、管
理しにくい。

４、浸漬後の正極は、電解液を含んでいるためべとつき
、組立工程での作業性が悪くなる。という問題点がある
。

本発明は、上記事情に１温みなされたもので、特に耐熱
性の小さい正極活物質を用いた場合、コストが割安で、
余分な廃液な出８さずに電池正極の脱水を行い、工業的
にも実用性がある。安定した品質を有する非水電池の製
造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 発明者は、耐熱性の小さい正極活物質の脱水方法につい
ているいろ考察した。そして加熱による方法は正極の耐
熱性が小さいため十分加熱することができない、したが
って従来やられている電解液に浸漬させる方法が良いと
いう結論を得た。しかし、正極中の水分を拡散させるに
は電解液以外のただの溶媒でも吸水性のある溶媒であれ
ば良（、正極中の水分は溶媒中に拡散されることを確認
し、高価な電解液の替りに安価な、電解質を含まない溶
媒を用いると良いと考えた。その溶媒には、■吸水性に
優れ、水の溶解速度が大きい溶媒、■電池に用いる電解
液の成分の１種または２種の組み合せ、■揮発性の良い
、更に好ましくは電解液中の揮発性の溶媒を用いる。こ
れら非水溶媒に正極を浸漬して溶媒中に水分を拡散させ
、その後組立時には正極を取り出しよく溶媒を振り切っ
て用いる。更には真空乾燥により溶媒を気体として取り
除く方法が良いことを確認した。

［作　用１ 本発明における正極の脱水方法で、正極中水分は、溶媒
中に抽出される。したがって正極の浸漬に用いるのは電
解液である必要はなく、吸水性のある溶媒であればよい
、吸水性の非水溶媒に正極を浸漬した後、液状で溶媒を
取り除くことにより溶媒中に溶は込んだ水分を容易に除
去することができる。また、浸漬する溶媒として電池の
電解液中の成分を選ぶことにより、浸漬後溶媒が正極中
に残っても、電解液中の組成に何の影響も与えないため
特性の劣化もない、特に溶媒として、ジメチルエタンや
アセトントリル、テトラヒドロフランなど揮発性溶媒を
用いることにより、溶媒を取り除いた後、正極中にわず
かに残った溶媒も気体として容易に除くことができる。

したがって電池への電解液注入量を一定に管理すること
ができ、電池の寸法や内部抵抗などの品質が安定する。

また、正極中の溶媒をほぼ完全に取り除くので、組立中
べとつかず、搬送、供給等が楽にでき作業性が向上する
。

本発明の脱水方法では水分除去が完全にできる、この方
法は、負極活物質としてリチウムやリチウム合金を用い
る場合有効であるが、この他、ナトリウム、カルラム等
のアルカリ金属あるいはそれらの合金を用いる非水電池
系にも適用できる。

更に、高温加熱を必要としないので、正極には特に熱に
対して不安定で高温加熱のできない物質に有効である０
例示すると、ポリアニリン、ボアセチレン、ポリピロー
ル等のポリマー、Ｔ１０ｇ　、Ｃｒｘ　Ｏｓ　、Ｖｔ　
Ｏｓ等の金属酸化物、Ｔｉ　Ｓｌ　、ＦｅＳ、Ｍｏ５ｓ
等の金属硫化物など使用することもできる。

電解液の電解質は、次のアニオンとカチオンの組合せよ
りなる化合物で、アニオンとしては。

ＡＳＦ８−、ＢＦ４−、Ｉ−、Ｂｒ−、Ｃ（２−ｃｐｏ
４−１ＨＦ、°、５ＣＮ−等、ＶＡ族元素ノハロゲン化
物アニオン、ＩＩＴ　Ａ族元素のハロゲン化物アニオン
、ハロゲンアニオン、過塩素酸アニオンなと、カチオン
としてＬｉ”、Ｎａ″″、Ｋｏのアルカリ金属イオン、
上記のアニオンとカチオンの組合せで用いる。これらの
電解質は通常溶媒により溶解された状態で使用され１例
示すると、アセトニトリル、テトラヒドロフラン、γ−
ブチロ・ラクトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルア
セトアミド、ジオキサン、ジメトキシエタン、テトラヒ
ドロフラン、プロピレンカーボネート、ベンゾニトリル
、ｉ酸ジメチル、ポリエチレングリコール、ジクロロエ
タン、クロルベンゼンなどの１種または２種以上の混合
物を挙げることができる。

正極を浸漬する溶媒としては、上記溶媒中吸水性に優れ
るアセトニトリル、テトラヒドロフラジ、ジメチルスル
ホキシド、ジメチルホルムアミド、ジオキサン、ジメト
キシエタン、テトラヒドロフラン等がよい、特にアセト
ニトリル、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等が
脱溶媒のしやすさから好適である。

ｒ実　施　例］ 正極にはポリアニリンを用い、これを正極缶に溶接した
後、５０℃で真空乾燥８時間後、乾燥雰囲気のアルゴン
ボックス中、正１ｌｌＷＡ当９２ｃｃのジメトキシエタ
ン中に１６時間浸漬させた。その後正極を取り出し、ジ
メトキシエタンを振り切って、更に２５℃で１時間真空
乾燥させた。負極にリチウムのアルミ合金を用い、電解
液として３モル／βのＬ　ｉ　Ｂ　Ｆ　ａを含むプロピ
レンカーボネートとジメトシエクンとの混合溶媒（１：
１）を注入し、電池缶にセパレータと上記正極を封口し
て、厚さ１．゛６開、直径２、Ｏｃｍのコイン型二次電
池を構成した６ ［比　較　例〕 上記実施例の正極を、電解液である３モル／Ｉ２のＬｉ
ＢＦ４を含むプロピレンカーボネートとジメトキシエタ
ンとの混合溶媒に、上記実施例同様浸漬した。正極を取
り出し電解液を振り切り、正極中に電解液を浸み込ませ
たまま上記実施例同様の同サイズのコイン型二次電池を
構成した。

実施例、比較例の電池を上限３．３ｖから１ｍＡｈの深
度で充放電して、６００サイクル後の初期に対する放電
容量、内部抵抗の変化を測定し、比較した。（第１表） 第１表 第１表の結果より、本発明方法により得られた電池は、
充放電の繰り返し特性が良好であった。

［発明の効果１ 以上のように本発明によれば、電池構成のうち最も水分
を含有しやすい正極中の水分を完全に除去でき、放電容
量、内部抵抗等の長期的に安定な非水電池を達成でき、
更に、廃液量も少なく、コストダウンにも有効である。

以上 出願人　セイコー電子部品株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　リチウムあるいはリチウム合金に代表される負極と非
   水電解液と正極からなる非水電池の製造方法において、 正極を吸水性の非水溶媒に浸漬し、正極中の水分を非水
   溶媒中に吸出し、更に該正極に含浸・付着する非水溶媒
   を気体状で除去した後、電池を組みたてることを特徴と
   する非水電池の製造方法。