JPH0251218B2 - - Google Patents
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- JPH0251218B2 JPH0251218B2 JP56137834A JP13783481A JPH0251218B2 JP H0251218 B2 JPH0251218 B2 JP H0251218B2 JP 56137834 A JP56137834 A JP 56137834A JP 13783481 A JP13783481 A JP 13783481A JP H0251218 B2 JPH0251218 B2 JP H0251218B2
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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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/581—Chalcogenides or intercalation compounds thereof
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は、有機溶媒電池の放電特性持続時間、
貯蔵特性を向上せしる正極、更に詳しくはその活
物質に関する。 負極活物質としてリチウム、ナトリウム等の軽
金属を用いた有機溶媒電池は、エネルギー密度が
高く、広い温度領域で使用することができ、また
その貯蔵特性にも優れるなどの理由によつて、電
卓、時計、メモリのバツアツプ電源として汎用さ
れている。 この有機溶媒電池の発電要素は、負極、電解
液、正極から構成される。一般に、負極として
は、リチウム、ナトリウムなどの軽金属が用いら
れ、また電解液としては、プロピレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタンなど
の有機溶媒中に、過塩素酸リチウム、ホウフツ化
リチウムなどの電解質を溶解して成る溶液が用い
られる。 この有機溶媒電池において、その正極活物質と
しては二酸化マンガン（MnO2）、フツ化炭素
［（CFx）o］、二酸化イオウ（SO2）、塩化チオニル
（SOCl2）などが知られている。 一方、1.5V系電池として酸化銀電池が小型機
器に広く用いられているが、近年、銀の価格が高
騰し、該酸化銀電池が価格上昇している。そのた
め、放電特性にすぐれかつ安価な1.5V系有機溶
媒電池の開発が強く求められている。 現在、リチウム負極と組合わせた場合に、
1.5Vを示す有機溶媒電池の正極活物質としては、
二硫化鉄（FeS2）、硫化鉄（FeS）、酸化導
（CuO）、酸化ビスマス（Bi2O3）などが知られて
いるが、このうち、FeS、CuOを用いた電池は、
その放電電圧が1.2〜1.3Vと1.5Vよりやや低く、
またBi2O3を用いたものは放電曲線の平坦性に難
点がある。そのため、FeS2を用いた有機溶媒電
池が注目を集めている。実際、正極活物質として
FeS2を用いることは既に特開昭47−16928号で開
示されている。 ところで、リチウム、ナトリウムなどのアルカ
リ金属を負極とする有機溶媒電池においては、電
池内に存在する微量の水分も電池性能に重大な悪
影響を及ぼす。したがつて、電池の製造に当つて
は、予め、電池の各構成要素から水分を除去する
ことが必要である。 FeS2を正極活物質として用いる場合にも、
FeS2中の水分を除去しなければならないが、通
常、それは所定温度で加熱処理を施すことによつ
て行なわれる。 しかしながら、この加熱処理を空気中で施す
と、FeS2の一部が変質し、その結果、得られた
電池の放電作動電圧が低下するという事態を招
く。 本発明者らは、例えば、市販のFeS2中の水分
除去を不活性ガス中で所定温度に加熱処理して行
ない、そのFeS2を活物質として用いると、得ら
れた有機溶媒電池はその放電持続時間、貯蔵特性
が向上するとの事実を見出し、本発明の正極を開
発するに到つた。 本発明は、放電持続時間が長く、貯蔵性にも富
む有機溶媒電池の正極として有効な正極を提供す
ることに目的がある。 すなわち、本発明の正極は、活物質が、不活性
ガス雰囲気中で200〜400℃に加熱処理された
FeS2を含むことを特徴とする。 本発明にかかる正極活物質は、従来から活物質
として用いられているFeS2の粉末を不活性ガス
雰囲気中で加熱処理して得ることができるが、そ
の他FeS2とCuO、CuSあるいはBi2O3との混合物
を同様に処理して得ることもできる。不活性ガス
雰囲気としては窒素、アルゴン、ヘリウムの単独
またはこれらの混合ガスのいずれでも良い。 加熱処理温度は200〜400℃の範囲に設定され
る。該温度が200℃未満の場合には、FeS2中の水
分が完全に散逸されずそのため負極に悪影響を及
ぼして貯蔵特性を大幅に低下させる。また、該温
度が400℃を超えると、水分は完全に散逸して貯
蔵特性の低下は起こらないが、その反面、FeS2
の一部が分解してFeSとなり、その結果、放電容
量等の放電特性の劣化現象をもたらす。 本発明の正極は、上記のようにして得られた活
物質を、黒鉛、アセチレンブラツク、銀、銅など
の常用の導電材の粉末と、ポリテトラフロロエチ
レン、ポリエチレンなどの結着剤の粉末とを混合
した後、所定形状に成形して容易に作成すること
ができる。 以下に、本発明を第１図に示した有機溶媒電池
に則して更に詳しく説明する。 実施例 １ 市販のFeS2の粉末を300℃の窒素気流中で８時
間加熱処理した。得られた乾燥粉末、黒鉛粉末、．
ポリテトラフロロエチレン粉末をそれぞれ90.6重
量％、7.4重量％、2.0重量％となるように秤量し
てＶミキサーで混合し、該混合粉末をプレス成形
して直径15mm厚み0.4mmのペレツトを作製した。
これを正極とした。 次に、第１図に示したように、正極１と金属リ
チウム円板２（負極）を、1M過塩素酸リチウム
を溶解するプロピレンカーボネート及び１，２−
ジトキシエタンとから成る混合電解液を含浸保持
したセパレータ３を介して当接させ、これらをス
テンレススチール製のケース４に収納した後、ケ
ース４には、負極端子も兼ねる板５（負極封口
板）を端部周縁に設けたガスケツト６を介して冠
着し、更にケース４の開口端を内側方向に折り曲
げて封口して、直径20mm総高1.6mmの有機溶媒電
池を組立てた。 なお、これら電池の組立ては、いずれも相対湿
度２％以下の乾燥雰囲気中で行なつた。 比較のために、300℃の空気中で８時間加熱処
理したFeS2の粉末を用いた以外は、上記仕様と
同様な電池を組み立てた。 この２個の電池につき、常温、6.5KΩ定負荷放
電特性を測定したところ、第２図のような曲線が
得られた。図中、Ａは実施例１の電池の放電曲
線、Ｂは比較例電池の放電曲線である。 図から明らかなように、本発明の正極を用いた
電池は、その平均放電作動電圧が高く、かつ、放
電持続時間も長いことが判明した。 実施例 ２ 市販のFeS2粉末を、それぞれ150℃、200℃、
300℃、400℃、450℃の各温度の窒素気流中で８
時間熱処理した。 得られた乾燥粉末を用い、実施例１と同様にし
て５個の電池を組立てた。 ついで、各電池の製造直後と２年間空気中放置
後における常温、6.5KΩ定負荷放電による放電持
続時間を測定した。その結果を表に示した。
貯蔵特性を向上せしる正極、更に詳しくはその活
物質に関する。 負極活物質としてリチウム、ナトリウム等の軽
金属を用いた有機溶媒電池は、エネルギー密度が
高く、広い温度領域で使用することができ、また
その貯蔵特性にも優れるなどの理由によつて、電
卓、時計、メモリのバツアツプ電源として汎用さ
れている。 この有機溶媒電池の発電要素は、負極、電解
液、正極から構成される。一般に、負極として
は、リチウム、ナトリウムなどの軽金属が用いら
れ、また電解液としては、プロピレンカーボネー
ト、γ−ブチロラクトン、ジメトキシエタンなど
の有機溶媒中に、過塩素酸リチウム、ホウフツ化
リチウムなどの電解質を溶解して成る溶液が用い
られる。 この有機溶媒電池において、その正極活物質と
しては二酸化マンガン（MnO2）、フツ化炭素
［（CFx）o］、二酸化イオウ（SO2）、塩化チオニル
（SOCl2）などが知られている。 一方、1.5V系電池として酸化銀電池が小型機
器に広く用いられているが、近年、銀の価格が高
騰し、該酸化銀電池が価格上昇している。そのた
め、放電特性にすぐれかつ安価な1.5V系有機溶
媒電池の開発が強く求められている。 現在、リチウム負極と組合わせた場合に、
1.5Vを示す有機溶媒電池の正極活物質としては、
二硫化鉄（FeS2）、硫化鉄（FeS）、酸化導
（CuO）、酸化ビスマス（Bi2O3）などが知られて
いるが、このうち、FeS、CuOを用いた電池は、
その放電電圧が1.2〜1.3Vと1.5Vよりやや低く、
またBi2O3を用いたものは放電曲線の平坦性に難
点がある。そのため、FeS2を用いた有機溶媒電
池が注目を集めている。実際、正極活物質として
FeS2を用いることは既に特開昭47−16928号で開
示されている。 ところで、リチウム、ナトリウムなどのアルカ
リ金属を負極とする有機溶媒電池においては、電
池内に存在する微量の水分も電池性能に重大な悪
影響を及ぼす。したがつて、電池の製造に当つて
は、予め、電池の各構成要素から水分を除去する
ことが必要である。 FeS2を正極活物質として用いる場合にも、
FeS2中の水分を除去しなければならないが、通
常、それは所定温度で加熱処理を施すことによつ
て行なわれる。 しかしながら、この加熱処理を空気中で施す
と、FeS2の一部が変質し、その結果、得られた
電池の放電作動電圧が低下するという事態を招
く。 本発明者らは、例えば、市販のFeS2中の水分
除去を不活性ガス中で所定温度に加熱処理して行
ない、そのFeS2を活物質として用いると、得ら
れた有機溶媒電池はその放電持続時間、貯蔵特性
が向上するとの事実を見出し、本発明の正極を開
発するに到つた。 本発明は、放電持続時間が長く、貯蔵性にも富
む有機溶媒電池の正極として有効な正極を提供す
ることに目的がある。 すなわち、本発明の正極は、活物質が、不活性
ガス雰囲気中で200〜400℃に加熱処理された
FeS2を含むことを特徴とする。 本発明にかかる正極活物質は、従来から活物質
として用いられているFeS2の粉末を不活性ガス
雰囲気中で加熱処理して得ることができるが、そ
の他FeS2とCuO、CuSあるいはBi2O3との混合物
を同様に処理して得ることもできる。不活性ガス
雰囲気としては窒素、アルゴン、ヘリウムの単独
またはこれらの混合ガスのいずれでも良い。 加熱処理温度は200〜400℃の範囲に設定され
る。該温度が200℃未満の場合には、FeS2中の水
分が完全に散逸されずそのため負極に悪影響を及
ぼして貯蔵特性を大幅に低下させる。また、該温
度が400℃を超えると、水分は完全に散逸して貯
蔵特性の低下は起こらないが、その反面、FeS2
の一部が分解してFeSとなり、その結果、放電容
量等の放電特性の劣化現象をもたらす。 本発明の正極は、上記のようにして得られた活
物質を、黒鉛、アセチレンブラツク、銀、銅など
の常用の導電材の粉末と、ポリテトラフロロエチ
レン、ポリエチレンなどの結着剤の粉末とを混合
した後、所定形状に成形して容易に作成すること
ができる。 以下に、本発明を第１図に示した有機溶媒電池
に則して更に詳しく説明する。 実施例 １ 市販のFeS2の粉末を300℃の窒素気流中で８時
間加熱処理した。得られた乾燥粉末、黒鉛粉末、．
ポリテトラフロロエチレン粉末をそれぞれ90.6重
量％、7.4重量％、2.0重量％となるように秤量し
てＶミキサーで混合し、該混合粉末をプレス成形
して直径15mm厚み0.4mmのペレツトを作製した。
これを正極とした。 次に、第１図に示したように、正極１と金属リ
チウム円板２（負極）を、1M過塩素酸リチウム
を溶解するプロピレンカーボネート及び１，２−
ジトキシエタンとから成る混合電解液を含浸保持
したセパレータ３を介して当接させ、これらをス
テンレススチール製のケース４に収納した後、ケ
ース４には、負極端子も兼ねる板５（負極封口
板）を端部周縁に設けたガスケツト６を介して冠
着し、更にケース４の開口端を内側方向に折り曲
げて封口して、直径20mm総高1.6mmの有機溶媒電
池を組立てた。 なお、これら電池の組立ては、いずれも相対湿
度２％以下の乾燥雰囲気中で行なつた。 比較のために、300℃の空気中で８時間加熱処
理したFeS2の粉末を用いた以外は、上記仕様と
同様な電池を組み立てた。 この２個の電池につき、常温、6.5KΩ定負荷放
電特性を測定したところ、第２図のような曲線が
得られた。図中、Ａは実施例１の電池の放電曲
線、Ｂは比較例電池の放電曲線である。 図から明らかなように、本発明の正極を用いた
電池は、その平均放電作動電圧が高く、かつ、放
電持続時間も長いことが判明した。 実施例 ２ 市販のFeS2粉末を、それぞれ150℃、200℃、
300℃、400℃、450℃の各温度の窒素気流中で８
時間熱処理した。 得られた乾燥粉末を用い、実施例１と同様にし
て５個の電池を組立てた。 ついで、各電池の製造直後と２年間空気中放置
後における常温、6.5KΩ定負荷放電による放電持
続時間を測定した。その結果を表に示した。
【表】
表から明らかなように、FeS2を200〜400℃で
加熱処理したものはその貯蔵特性に優れているこ
とがわかる。 以上のように、本発明の正極を用いると、放電
持続時間が長く、貯蔵特性にすぐれ、かつ、放電
作動電圧の高い1.5V系有機溶媒電池を製造する
ことができるので、その工業的価値は極めて大で
ある。
加熱処理したものはその貯蔵特性に優れているこ
とがわかる。 以上のように、本発明の正極を用いると、放電
持続時間が長く、貯蔵特性にすぐれ、かつ、放電
作動電圧の高い1.5V系有機溶媒電池を製造する
ことができるので、その工業的価値は極めて大で
ある。
第１図は、本発明を説明するための有機溶媒電
池の１例の縦断面図、第２図は、各試料番号の正
極を用いた有機溶媒電池の放電特性を表わす。 １……正極、２……負極（リチウム円板）、３
……セパレータ、４……ケース、５……負極封口
板、６……ガスケツト。
池の１例の縦断面図、第２図は、各試料番号の正
極を用いた有機溶媒電池の放電特性を表わす。 １……正極、２……負極（リチウム円板）、３
……セパレータ、４……ケース、５……負極封口
板、６……ガスケツト。
Claims (1)
- １ 活物質が、不活性ガス雰囲気中で200〜400℃
に加熱処理された二硫化鉄を含む有機溶媒電池の
正極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137834A JPS5840773A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 有機溶媒電池の正極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56137834A JPS5840773A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 有機溶媒電池の正極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5840773A JPS5840773A (ja) | 1983-03-09 |
| JPH0251218B2 true JPH0251218B2 (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=15207914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56137834A Granted JPS5840773A (ja) | 1981-09-03 | 1981-09-03 | 有機溶媒電池の正極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840773A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59131366A (ja) * | 1983-10-22 | 1984-07-28 | テルモ株式会社 | 弁体付連結具 |
| KR20020068782A (ko) * | 2001-02-22 | 2002-08-28 | 주식회사 뉴턴에너지 | 금속 미립자가 함유된 탄소를 포함하는 양극 및 이의 제조방법 |
| CN100372155C (zh) * | 2004-08-09 | 2008-02-27 | 惠州市德赛能源科技有限公司 | 锂电池正极活性材料的制备方法 |
| US8460403B2 (en) * | 2007-09-14 | 2013-06-11 | The Gillette Company | Method of storing iron disulfide (FeS2) particles |
-
1981
- 1981-09-03 JP JP56137834A patent/JPS5840773A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5840773A (ja) | 1983-03-09 |
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