JPH0316744B2 - - Google Patents
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- JPH0316744B2 JPH0316744B2 JP56037835A JP3783581A JPH0316744B2 JP H0316744 B2 JPH0316744 B2 JP H0316744B2 JP 56037835 A JP56037835 A JP 56037835A JP 3783581 A JP3783581 A JP 3783581A JP H0316744 B2 JPH0316744 B2 JP H0316744B2
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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
-
- 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
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、放電時の分極電位が小さく（端子電
圧が大きく）、大電流放電に適した有機溶媒電池
に関する。
圧が大きく）、大電流放電に適した有機溶媒電池
に関する。
電解液が、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解中
に、過塩素酸リチウム、ホウフツ化リチウムなど
の電解質を溶解した溶液で、負極活物質がリチウ
ム、ナトリウムなどの軽金属である有機溶媒電池
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、またその貯蔵特性もすぐれるな
どの理由によつて、電卓、時計、メモリのバツク
アツプ電源として汎用されている。
ロラクトン、ジメトキシエタンなどの有機溶解中
に、過塩素酸リチウム、ホウフツ化リチウムなど
の電解質を溶解した溶液で、負極活物質がリチウ
ム、ナトリウムなどの軽金属である有機溶媒電池
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、またその貯蔵特性もすぐれるな
どの理由によつて、電卓、時計、メモリのバツク
アツプ電源として汎用されている。
この有機溶媒電池において、その正極活物質と
しては3V系では二酸化マンガン（MnO2）、ポリ
フツ化炭素［（CFx）ｎ］、また1.5V系では酸化
ビスマス（Bi2O3）、酸化銅（CuO）、硫化鉄
（FeS）、二硫化鉄（FeS2）が知られている。
しては3V系では二酸化マンガン（MnO2）、ポリ
フツ化炭素［（CFx）ｎ］、また1.5V系では酸化
ビスマス（Bi2O3）、酸化銅（CuO）、硫化鉄
（FeS）、二硫化鉄（FeS2）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。
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。
さて、上記した正極活物質を用いた1.5V系の
有機溶媒電池のうち、正極活物質がCuO，FeSの
ものは、その放電電圧が1.2〜1.4Vと低く、また
Bi2O3のものは高価となる。そのため、FeS2を用
いた有機溶媒電池が注目を集めている。
有機溶媒電池のうち、正極活物質がCuO，FeSの
ものは、その放電電圧が1.2〜1.4Vと低く、また
Bi2O3のものは高価となる。そのため、FeS2を用
いた有機溶媒電池が注目を集めている。
正極活物質にFeS2を用いた有機溶媒電池は既
に知られている（特開昭47−16928号）。
に知られている（特開昭47−16928号）。
しかしながら、この電池は放電電流が増加する
とそれに伴つてFeS2の分極電位が急上昇し、そ
の結果、大電流放電には適さないという欠点があ
つた。
とそれに伴つてFeS2の分極電位が急上昇し、そ
の結果、大電流放電には適さないという欠点があ
つた。
本発明者等は、FeS2の正極活物質としての上
記のような欠点を解消するために鋭意研究を重ね
た結果、FeS2に銅（Cu）又は亜鉛（Zn）のいず
れか又は両方を固溶せしめて正極活物質として用
いると、電池の放電特性が向上する事実を見出し
本発明を完成するに到つた。
記のような欠点を解消するために鋭意研究を重ね
た結果、FeS2に銅（Cu）又は亜鉛（Zn）のいず
れか又は両方を固溶せしめて正極活物質として用
いると、電池の放電特性が向上する事実を見出し
本発明を完成するに到つた。
本発明は、放電時の分極電位が小さく、大電流
放電が可能な改良されたFeS2を正極活物質とす
る有機溶媒電池の提供を目的とするものである。
放電が可能な改良されたFeS2を正極活物質とす
る有機溶媒電池の提供を目的とするものである。
すなわち、本発明の有機溶媒電池は、正極活物
質がCu，Znの少なくとも１種を、それぞれ原子
数比でCu／Fe＝0.1／99.9〜3.0／97.0，Zn／Fe＝
0.1／99.9〜2.0／98.0の範囲になるように固溶せ
しめたFeS2を含むことを特徴とする。
質がCu，Znの少なくとも１種を、それぞれ原子
数比でCu／Fe＝0.1／99.9〜3.0／97.0，Zn／Fe＝
0.1／99.9〜2.0／98.0の範囲になるように固溶せ
しめたFeS2を含むことを特徴とする。
本発明にかかる正極活物質において、FeS2に
固溶されるCu，Zn又はその両者の量は、Feに対
し、それぞれが限子数比でCu／Fe＝0.1／99.9〜
3.0／97.0，Zn／Fe＝0.1／99.9〜2.0／98.0の範囲
である。Cu，Zn又はその両者の量がこの量未満
の場合には効果が十分でなく、この量を越えると
完全に固溶体を形成しない部分を生じ、異なる電
池反応を起こして２段の電位を生ずる。
固溶されるCu，Zn又はその両者の量は、Feに対
し、それぞれが限子数比でCu／Fe＝0.1／99.9〜
3.0／97.0，Zn／Fe＝0.1／99.9〜2.0／98.0の範囲
である。Cu，Zn又はその両者の量がこの量未満
の場合には効果が十分でなく、この量を越えると
完全に固溶体を形成しない部分を生じ、異なる電
池反応を起こして２段の電位を生ずる。
このような正極活物質は、Cuを固溶させると
きには例えば硫化銅（Cu2S）の粉末を、Znを固
溶させるときには例えば硫化亜鉛（ZnS）の粉末
を、また両者を固溶させるときには、例えば
Cu2Sの粉末とZnSの粉末を、Feとの原子数比が
所定の原子数比になるようにFeS2の粉末と混合
し、得られた混合粉末を例えば石英ボートに収容
した後、例えば窒素雰囲気中で加熱処理して得る
ことが出来る。また、FeS2の粉末とCuOあるい
はBi2O3の粉末とを混合し、上記と同様に処理し
てもよい。この正極活物質を実際に有機溶媒電池
の正極として用いる場合には、更に、ここに導電
材として例えば黒鉛粉末を、結着材として例えば
ポリテトラフルオロエチレンを添加して成形す
る。
きには例えば硫化銅（Cu2S）の粉末を、Znを固
溶させるときには例えば硫化亜鉛（ZnS）の粉末
を、また両者を固溶させるときには、例えば
Cu2Sの粉末とZnSの粉末を、Feとの原子数比が
所定の原子数比になるようにFeS2の粉末と混合
し、得られた混合粉末を例えば石英ボートに収容
した後、例えば窒素雰囲気中で加熱処理して得る
ことが出来る。また、FeS2の粉末とCuOあるい
はBi2O3の粉末とを混合し、上記と同様に処理し
てもよい。この正極活物質を実際に有機溶媒電池
の正極として用いる場合には、更に、ここに導電
材として例えば黒鉛粉末を、結着材として例えば
ポリテトラフルオロエチレンを添加して成形す
る。
以下に、本発明の正極活物質を用いた有機溶媒
電池の１実施例を図に基づいて更に詳しく説明す
る。
電池の１実施例を図に基づいて更に詳しく説明す
る。
実施例
FeS2の粉末とCu2Sの粉末をCu／Feの原子数比
が0.5／99.5となるように、それぞれ秤量して混
合した。混合粉末を石英ボートに収容し、これを
窒素雰囲気中で300℃，24時間加熱処理した。
が0.5／99.5となるように、それぞれ秤量して混
合した。混合粉末を石英ボートに収容し、これを
窒素雰囲気中で300℃，24時間加熱処理した。
ついで、得られた粉末が90.6重量％、黒鉛粉末
が7.4重量％、ポリテトラフルオロエチレン粉末
が2.0重量％の配合比となるようにそれぞれの粉
末を秤量してＶミキサーで混合した後、常法によ
り成形して直径15mm厚み0.4mmの正極ペレツトを
得た。
が7.4重量％、ポリテトラフルオロエチレン粉末
が2.0重量％の配合比となるようにそれぞれの粉
末を秤量してＶミキサーで混合した後、常法によ
り成形して直径15mm厚み0.4mmの正極ペレツトを
得た。
次に、第１図に示したように、上記の正極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−ジメ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
有機溶媒電池を組み立てた。
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−ジメ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
有機溶媒電池を組み立てた。
また、Cu2Sの粉末にかえてZnSの粉末をZn／
Feの原子数比が1.0／99.0となるように秤量して
FeS2の粉末に混合する以外は、上記と全く同様
にして有機溶媒電池を組立てた。
Feの原子数比が1.0／99.0となるように秤量して
FeS2の粉末に混合する以外は、上記と全く同様
にして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４％以下の乾燥雰囲気中で行なつた。
度４％以下の乾燥雰囲気中で行なつた。
以上、２種類の有機溶媒電池につき、常法に基
づき電流−電圧特性を測定した。その結果を第２
図に示した。
づき電流−電圧特性を測定した。その結果を第２
図に示した。
比較のために、正極活物質としてFeS2のみの
従来の有機溶媒電池についても電流−電圧特性を
求め、その結果も併載した。
従来の有機溶媒電池についても電流−電圧特性を
求め、その結果も併載した。
第２図で、曲線ＡはCu固溶の場合、曲線Ｂは
Zn固溶の場合、曲線Ｃは従来電池の電流−電圧
特性をあらわす。
Zn固溶の場合、曲線Ｃは従来電池の電流−電圧
特性をあらわす。
第２図から明らかなように、本発明の電池は、
従来電池に比べてその分極電位が小さく（端子電
圧が大きく）、大電流放電に適することが判明し
た。
従来電池に比べてその分極電位が小さく（端子電
圧が大きく）、大電流放電に適することが判明し
た。
第１図は、本発明電池を説明するための電池縦
断面図、第２図は、電流−電圧特性である。 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。 曲線Ａ：Cuを固溶するFeS2の正極活物質とす
る本発明電池の電流−電圧特性。 曲線Ｂ：Znを固溶するFeS2を正極活物質とす
る本発明電池の電流−電圧特性。 曲線Ｃ：FeS2のみを正極活物質とする従来電
池の電流−電圧特性。
断面図、第２図は、電流−電圧特性である。 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。 曲線Ａ：Cuを固溶するFeS2の正極活物質とす
る本発明電池の電流−電圧特性。 曲線Ｂ：Znを固溶するFeS2を正極活物質とす
る本発明電池の電流−電圧特性。 曲線Ｃ：FeS2のみを正極活物質とする従来電
池の電流−電圧特性。
Claims (1)
- １ 正極活物質が、銅、亜鉛の少なくとも１種
を、それぞれ原子数比でCu／Fe＝0.1／99.9〜
3.0／97.0，Zn／Fe＝0.1／99.9〜2.0／98.0の範囲
になるように固溶せしめた二硫化鉄を含むことを
特徴とする有機溶媒電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56037835A JPS57152673A (en) | 1981-03-18 | 1981-03-18 | Organic solvent battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56037835A JPS57152673A (en) | 1981-03-18 | 1981-03-18 | Organic solvent battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57152673A JPS57152673A (en) | 1982-09-21 |
| JPH0316744B2 true JPH0316744B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=12508583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56037835A Granted JPS57152673A (en) | 1981-03-18 | 1981-03-18 | Organic solvent battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57152673A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4604335A (en) * | 1985-03-06 | 1986-08-05 | Rayovac Corporation | High rate cathode formulation |
| US8153296B2 (en) | 2008-08-27 | 2012-04-10 | The Gillette Company | Lithium cell with cathode containing metal doped iron sulfide |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5264634A (en) * | 1975-07-15 | 1977-05-28 | Us Government | Positive electrode for secondary cell |
| JPS55154072A (en) * | 1979-05-17 | 1980-12-01 | Hitachi Maxell Ltd | Non-aqueous electrolyte cell |
-
1981
- 1981-03-18 JP JP56037835A patent/JPS57152673A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5264634A (en) * | 1975-07-15 | 1977-05-28 | Us Government | Positive electrode for secondary cell |
| JPS55154072A (en) * | 1979-05-17 | 1980-12-01 | Hitachi Maxell Ltd | Non-aqueous electrolyte cell |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57152673A (en) | 1982-09-21 |
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