JPH02262262A - 非水電解液電池 - 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、リチウム金属などのアルカリ金属を負極活物
質とし、常温で液体であるオキシハロゲン化物などを正
極活物質および電解質の溶媒とし、炭素質多孔体を正極
とする非水電解液電池に関するものである。

従来の技術 ノチウムなどのアルカリ金属を負極活物質とし、常温で
液体であるオキシハロゲン化物、例えば塩化チオニル、
塩化スルフリルなどを正極活物質および電解質の溶媒と
する非水電解液電池では、正極にアセチレンブラックを
主とする炭素質多孔体が用いられている（例えば特公昭
５９２８９４７号公報、特開昭６１−１９０６７号公報
）。

上記の炭素質多孔体はアセチレンブラック、黒鉛などの
炭素材料とポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系
樹脂バインダーからなり、リヂウムイオンなどのアルカ
リ金属イオンとオキシハロゲン化物などの液体活物質と
の放電反応の場となるものである。従って、電解液でも
ある液体活物質の含浸を良くし、放電反応生成物の蓄積
により放電反応が阻害されることを防ぐために、微細な
空隙を多数形成したものが良いとされており、空隙率８
０％程度が必要とされている。

発明が解決しようとする課題 上記従来のオキシハロゲン化物などの液体正極活物質を
用いた電池の問題点を、第１図に示す構造の塩化チオニ
ル／リチウム円筒形電池を一例として説明する。

第１図において、１は負極端子を兼ねるステンレス鋼製
の電池ケース、２は金属リチウム負極、３はガラス繊維
製筒状セパレータである。４は炭素質多孔体正極であり
、アセチ１２１９９２１人造黒鉛、ポリテトラフルオロ
エチレンバインダーよりなる。５は電池蓋で、その外周
部は前記電池ケース１の開口部と溶接されており、電池
蓋５の中央部にはガラスシールｑにより絶縁された正極
端子７が設けられている。正極端子７はニッケル製の正
極集電棒８と上端部で溶接されている。９は電解液兼正
極活物質である塩化チオニルに電解質としてリチウムテ
トラクロロアルミネート（Ｌ　ｉ　Ａｅ　Ｃｅ　４）を
１．５モル／ｅ溶解させたものである。１０はガラス繊
維紙の上部隔離体である。

炭素質多孔体正極４は、アセチレンブラックと人造黒鉛
の混合物に、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂バイ
ンダーを混練し、所定形状に成形した後、乾燥して用い
る。しかしながら、アセチレンブラックの乾燥時に膨張
しやすい性質のため、炭素質多孔体成形品は乾燥後に膨
張し、亀裂が入りやす（なる。また、空隙率を８０％以
上とした場合には、炭素質多孔体の機械的強度も弱（な
り、電池ケース内への挿入が困難になるという工程面で
の課題と、放電時の放電容量が低下するという特性面で
の課題を有していた。

本発明は上記従来の課題を解決するもので、放電容量が
大きく、かつ寸法安定性に優れた炭素質多孔体正極を備
えた非水電解液電池を提供することを目的としている。

課題を解決するための手段 この課題を解決するために本発明の非水電解液電池は、
膨張化黒鉛とアセチレンブラックの混合物とフッ素系樹
脂バインダーから成る炭素質多孔体正極を用いたことを
特徴とする。

作用 上記構成によると、炭素質多孔体正極の空隙率を８０％
以上とした場合にも、十分な機械的強度を有し、かつ乾
燥時においても寸法安定性の優れた正極成型体を提供す
ることができた。膨張化黒鉛は黒鉛の層間内に硫酸、硝
酸等を挿入した後、急激に加熱することにより、層間内
の硫酸、硝酸等が分解・ガス化し、黒鉛層間が大きく膨
張したものであり、通常の黒鉛と同等の導電性を保持し
た上に成型性が非常に向上したものである。その形状・
空隙率によっては、樹脂等のバインダーを用いることな
（圧縮成型することも可能である。

また、微粉末化した膨張化黒鉛は吸液・保液性ら太き（
改良されており、例えばカーボンブラック等の吸液性の
目安となるジブチルフタレート（Ｄ、Ｂ、Ｐ、）吸液量
は約５００ｒｒｌ　／ｌ　ＯＯｇと、通常のカーボンブ
ラックよりも大であり、本発明で述べるように液体活物
質の吸液・保液性が良くなり、電池放電特性を改良する
ことができたと考えられる。

実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。

第１図は塩化チオニル／リチウム円筒形電池の断面図で
あり、その構造は従来のものと同様であるが、炭素質多
孔体正極４はアセチレンブラック８０重量部と膨張化黒
鉛粉末（日本黒鉛工業（横裂ＥＸＰ−Ｐ）２０重量部と
の混合物にポリテトラフルオロエチレンのデイスパージ
ョンを固形分で１５重量部となるように、水２５０重量
部とメタノール１５０重量部とともに加えて混練したも
のを、乾燥後粉砕した後、直径１０ｍ１＋、高さ３０ｍ
ｍの円柱状に加圧成型したものである。成型後の乾燥は
１３０℃真空で５時間の条件で行なっている。

負極２は厚み０．８５Ｍの金属リチウムを幅３７１、高
さ３７曜に切断し電池ケース１の内壁に圧着させたもの
である。９は電解質兼活物質の塩化チオニルの１．５モ
ル／ｅＬ　１ＡｅＣｆ！　４溶液である。

本実施例の正極と、従来例のアセチレンブラック８０重
量部１入造黒鉛２０重量部、ポリテトラフルオロエチレ
ン１５重量部から成る正極を各々１００本成型し、乾燥
後の割れ、欠落等の不良数を下表に示した。

上表より明らかなように、実施例の正極では乾燥時の形
状変化が少な（、強度も十分であることが分る。これに
対して、従来例の正極では乾燥時の膨張によりひび割れ
が多数発生し、なかには欠落したものが見られた。

また、本実施例の正極と従来例の正極を用いた電池につ
いて、２０℃で３００Ωの定抵抗連続放電を行なった結
果を第２図に示した。図より明らかなように、１の本実
施例の電池では、２の従来例の電池と比較して放電持続
時間が長くなっており、正極活物質の塩化チオニルの放
電利用率が向上していることがわかる。これは、膨張化
黒鉛の特性の一つである吸液・保液性が優れていること
と関連しており、正極炭素層への液体活物質である塩化
チオニルの含浸・保持が十分に行なわれたためと考えら
れる。

また、本実施例では炭素質多孔体正極に、ポリテトラフ
ルオロエチレンバインダーを用いているが、正極体の形
状・空隙率によっては、バインダーなしで成型し、電池
正極として用いることも可能であった。

発明の効果 以上のように本発明は、膨張化黒鉛とアセチレンブラッ
クとからなる炭素質多孔体正極を用いることによって、
成型性・寸法安定１１に優れた正極体を歩留り良く提供
することができ、かつ放電容量も大きい電池を提供する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る非水電解液電池の一例を示す断面
図、第２図は本発明の実施例および従来例の電池の３０
０Ω連続放電の特性図である。 ２・・・・・・負極、３・・・・・・セパレータ、４・
・・・・・炭素質多孔体正極、８・・・・・・正極集電
体。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名１−−−ケ
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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルカリ金属からなる負極と、ガラス繊維製セパレータ
   と、活物質兼電解液となる正極液体活物質と、炭素質多
   孔体正極とを有し、前記炭素質多孔体正極がアセチレン
   ブラックと膨張化黒鉛との混合物であることを特徴とす
   る非水電解液電池。