JPH0324023B2 - - Google Patents

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JPH0324023B2
JPH0324023B2 JP58207631A JP20763183A JPH0324023B2 JP H0324023 B2 JPH0324023 B2 JP H0324023B2 JP 58207631 A JP58207631 A JP 58207631A JP 20763183 A JP20763183 A JP 20763183A JP H0324023 B2 JPH0324023 B2 JP H0324023B2
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Shumeede Hansuupeeteru
Kooruhaaze Mihiaeru
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AKUMURATOORENUERUKU HOTSUPETSUKE KAARU TSUERUNERU UNTO ZOON GmbH
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AKUMURATOORENUERUKU HOTSUPETSUKE KAARU TSUERUNERU UNTO ZOON GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06Electrodes for primary cells
    • H01M4/08Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、二酸化マンガンを活物質として使用
し、この活物質を導電手段および結合剤と混合し
て電極に成形し、最終熱処理を行なう、非水溶液
電解質をもつ電気化学電池特にLi/MnO2電池用
正電極の製造方法に関する。本発明はさらにこの
方法により製造される陽極にも関する。
最初にあげた種類の方法は米国特許第4133856
号明細書から公知である。ここでは二酸化マンガ
ンの最初の熱処理が250℃より高い温度で行なわ
れる。その目的は、非水溶液電解質をもつ電池に
使用するため、二酸化マンガンから水を除去する
ことである。水の除去が不完全であると、電池の
機能および出力にとつて不利となる。二酸化マン
ガンには大きい割合の結合水および付加的な付着
水が存在するので、最初の熱処理だけでは不充分
である。この熱処理の際表面の水だけは除去され
るが、結合水は除去されない。したがつて公知の
方法では、既に熱処理された二酸化マンガンを、
導電添加物および結合剤と混合した後、成形品と
して第2の熱処理にかける。最初の処理段階は
350ないし430℃で行なわれ、第2の処理段階は
200ないし350℃の温度範囲で行なわれる。それに
よりこの方法は非常に費用がかかり、多量のエネ
ルギーを必要としし、γMnO2からβMnO2への二
酸化マンガンの結晶構造変化を生ずる。これによ
り活性が不利に低下する。
同じように2段階で熱処理を行なう類似の方法
がドイツ連邦共和国特許出願公開第3000189号明
細書から公知である。ここでも220ないし350℃の
温度が使用される。成形体に含まれる水を成形後
の加熱により第2の熱処理段階で完全に除去する
ことができない米国特許第4133856号明細書によ
る方法とは異なり、ここでは電極の成形前に、二
酸化マンガン、導電手段および結合剤からなる混
合物を第2の熱処理にかけることが提案されてい
る。これにより電池の放電特性と保管能力が改善
される。しかし高い温度で費用のかかる2回の熱
処理を行なわねばならず、しかもこの熱処理が使
用される二酸化マンガンの結晶構造に不利な影響
を及ぼすという欠点が残る。
全体として従来技術から明らかなように、Li/
MnO2電池の電気化学的性質は正電極の製造方法
と組成とにきわめて大きく左右され、これまでγ
結晶構造をもつ二酸化マンガンは、高い活性のた
めβ結晶構造のものより好まれたが、結合水およ
び表面水の必要な除去は、γ二酸化マンガンから
β結晶構造への活性を低下する変換を助長する温
度で行なわねばならなかつた。さらにこれらの公
知の方法は、基本的には陽極の水なし乾式製造に
関するものである。
本発明の基礎になつている課題は、非水溶液電
解質をもつ電気化学電池特に活物質として二酸化
マンガンをもつLi/MnO2電池用の正電極製造方
法を開発して、この方法を簡単に実施でき、−30
℃の低い温度の範囲まで完全な放電に対しても高
い電池出力を生ずるのに適し、保管能力も改善で
きるようにすることである。さらに本発明は特に
Li/MnO2電池用の改良された陽極を提案するこ
ともねらつている。
本発明によればこの課題は、ρ結晶構造をもつ
合成二酸化マンガンを使用し、成形品の製造後
180ないし200℃で最終熱処理することによつて解
決される。ρ結晶構造の二酸化マンガンは、菱面
体格子の結晶構造をもち、硫酸マンガンの硫酸酸
性溶流に95℃位で塩素酸ナトリウムを加えて酸化
することによつて得られ、ベルギー国ブリユツセ
ル市のSedema社からFARADISER W.S.なる商
品名で市販されている。これまで必要とみなされ
ていた熱処理を回避して、MnO2、カーボンブラ
ツク、メタノール、ポリテトラフルオルエチレン
の懸濁水と水とを混合し、かきまぜあるいはこね
まぜてペーストにし、続いてこのペーストを所定
の形状に成形し、成形品を金属展伸格子と共に圧
縮し、最終熱処理をただ1回の乾燥の形でを行な
うのがよい。この場合表面水もMnO2内に閉じ込
められている水も、このただ1回の乾燥におい
て、200℃以下の温度で完全に除去される。その
際40ないし60重量%のMnO2、3ないし8重量%
のカーボンブラツク、4ないし8重量%のメタノ
ール、2ないし6重量%のポリテトラフルオルエ
チレンからなる原混合物の懸濁水と水とを使用す
るのが有利である。65ないし95重量%の二酸化マ
ンガン粉末、20ないし30重量%の炭素粉末、およ
び場合によつては15ないし2重量%のポリテトラ
フルオルエチレン粉末からなる公知の混合物に比
較して、比較的少ない二酸化マンガンおよびカー
ボンブラツクの重量百分率でしかも例えば34重量
%の高い水割合で、水なしの正電極を製造するの
に、200℃以下でただ1回の乾燥段階しか必要と
しないことは、本発明の驚くべき知見である。
まず45ないし55重量%なるべく50重量%の
MnO2を4ないし6重量%なるべく5重量%のカ
ーボンブラツクと混合し、この混合物を均質化
し、それから6ないし7重量%特に6.5重量%の
メタノール、4ないし5重量%なるべく4.5重量
%のポリテトラフルオルエチレンおよび約34重量
%の水を添加することによつてペーストを製造
し、それから最終的な乾燥を行なうのが有利であ
る。
使用されるMnO2は、水したがつて結合水もこ
れまで知られてない低い温度で放出するので、
Li/MnO2電池において電気化学的活性の驚くほ
どわずかな損失で使用できるという利点をもつて
いる。非常に良好な成形性と滑動性をもつ50μ以
下の粒度をもつ褐色軟マンガン鉱が特に有利であ
る。混合物のために滑動可能なフアーネスブラツ
クを使用すると、滑動性がさらに改善される。そ
の結合剤としてポリテトラフルオルエチレン懸濁
水を使用することができる。
本発明のLi/MnO2電池は気密に閉鎖された高
級鋼のつぼを含み、この中においてポリプロピレ
ン隔膜に包み込まれたリチウム箔の形の偏平なリ
チウム陰極と、上述した種類のMnO2陽極とが交
互に、炭酸プロピレン、1:1の割合の1.2ジメ
トキシエタンおよび導電塩としての1Mのテトラ
クルオロほう酸リチウムからなる電解質と共に設
けられている。陽極には、本発明により乾燥した
ペースト用の担体としてアルミニウム展伸格子が
使用される。
前述したLi/MnO2電池は、−30℃の低い温度
の範囲まで完全放電しても出力が高いという点で
すぐれている。したがつてこのような電池はLi/
SO2系の出力−エネルギー範囲まではじめて達す
る。
本発明のそれ以上の詳細、特徴および利点は、
図面を参照して正のMnO2電極の製造方法および
Li/MnO2電池の以下の説明から明らかになる。
原理的には本発明によるLi/MnO2電池は、高
級鋼からなるつぼ状ケース1を含み、このケース
1は蓋2により気密に閉鎖されている。ガラス−
金属密封片3に埋込まれた注入管4は蓋2を貫通
して延び、適当な内部接続により同時に正極を形
成し、ケース1自体が負極を形成している。
ケース1内には、電解質5として、混合比1:
1の1.2ジメトキシエタン(DME)と導電塩とし
ての1Mのテトラフルオロほう酸リチウムLiBF4
とをもつ炭酸プロピレン(PC)がある。陰極は
ポリプロピレン隔膜7に包み込まれたリチウム箔
6からできている。この負電極は薄く構成され、
実施例では陽極8と共に円筒状電池にまとめられ
ている。
正電極8は、10重量部MnO2と1重量部のカー
ボンブラツクとを乾燥状態で混合することによつ
て、二酸化マンガン鉱石を使用して製造される。
この前混合物から、75重量部のMnO2−カーボン
ブラツク混合物と50重量部の水および10重量部の
メタノールおよび60重量部のポリテトラフルオル
エチレンとをかきまぜあるいはこねまぜることに
よつて、ペーストが作られる。それにより結合水
および付着する表面水の形の水を含む陽極ペース
トができる。
続いて陽極ペーストが所望の型へ入れられ、そ
の中でアルミニウム展伸格子と共に圧縮される。
最終的に195℃の温度で熱処理が行なれる。熱処
理中水の放出にとつて重要なことは、使用される
MnO2が含まれている水を200℃以下の温度で熱
処理の範囲内において完全に放出できることであ
る。
陽極の製造の際使用されるカーボンブラツク
は、MnO2に対する導電性添加物として、その他
の場合に使用されるアセチレンブラツクとは異な
り、高い導電率のフアーネスブラツクである。こ
のフアーネスブラツクは、陽極容積(Ah/cm3)、
間隙率、気孔内表面(Li蓄積)および活動度(出
力)に関して最適であることがわかつた。結合剤
としてポリテトラフルオルエチレン懸濁水が使用
される。
Li/MnO2電池の構造の範囲内で次の利点を生
ずるアルミニウム展伸格子の使用も重要である。
まずアルミニウムの特別な性質のため、良好な成
形性において高い導電性が得られる。この格子
は、小さい内半径のため通常は成形が困難なうず
巻電極の製造に適している。さらにニツケルある
いは高級鋼に比較して小さいアルミニウム展伸格
子の重量も有利である。
図面の第2図は、図面の第1図に示す電池につ
いて、100Ωの放電抵抗を介して−30℃における
放電曲線を示している。放電終了までの効率は、
定格容量Kn=13Ahの94.7%である。
図面の第3図は、同じ電池に対して、一定の放
電電流I20=0.65A(20時間)および−30℃の温度
において取出される容量Kと端子電圧UKlとの関
係を示している。この場合効率は62.25%である。
両方の場合所定の放電終了電圧は2.0Vであつた。
したがつて得られた電気的値が公知のLi/MnO2
電池の対応する値より著しく大きいことは明らか
である。
第4図は、2×I20=1.3Aの一定電流に対して
2.0Vの放電終了電圧まで取出し可能な容量Kを
周囲温度Tに関して示している。
上述したLi/MnO2電池により−30℃の低い温
度の範囲まで完全な放電に対してもきわめて高い
出力をもつ電気化学的電池が提供される。
41mmの直径で51mmの高さのLi/MnO2電池。
62.25%Koの効率でI=2×I20が得られる(−
30℃)。
125Wh/Kg 250Wh/ 6h −30℃ 150Wh/Kg 300Wh/ 1h RT 300Wh/Kg 600Wh/ 500h RT 放電終了電圧はそれぞれ2.0V Ko=13Ah
【図面の簡単な説明】
第1図はLi/MnO2電池の概略断面図、第2図
は−30℃における容量に関して端子電圧の変化を
示す線図、第3図は−30℃において一定の電流
I20をもつ容量に関して端子電圧の変化を示す線
図、第4図は温度に関して容量の変化を示す線図
である。 5…電解質、6…陰極、8…陽極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 二酸化マンガンを活物質として使用し、この
    活物質を導電手段および結合剤と混合して電極に
    成形し、最終熱処理を行なう方法において、ρ結
    晶構造をもつ合成二酸化マンガンを使用し、成形
    品の製造後180ないし200℃で最終熱処理すること
    を特徴とする、非水溶液電解質をもつ電気化学電
    池用正電極の製造方法。 2 MnO2、カーボンブラツク、メタノール、ポ
    リテトラフルオルエチレンの懸濁水と水とを混合
    し、かきまぜあるいはこねまぜてペーストにし、
    続いてこのペーストを所定の形状に成形し、成形
    品を金属展伸格子と共に圧縮し、最終熱処理をた
    だ1回の乾燥の形で行なうことを特徴とする、特
    許請求の範囲第1項に記載の方法。 3 40ないし60重量%のMnO2、3ないし8重量
    %のカーボンプラツク、4ないし8重量%のメタ
    ノール、2ないし6重量%のポリテトラフルオル
    エチレンからなる原混合物の懸濁水と水とを使用
    することを特徴とする、特許請求の範囲第1項あ
    るいは第2項に記載の方法。 4 45ないし55重量%のMnO2を4ないし6重量
    %のカーボンプラツクと混合し、この混合物を均
    質化し、それから6ないし7重量%のメタノー
    ル、4ないし5重量%のポリテトラフルオルエチ
    レンおよび約34重量%の水を添加することによつ
    てペーストを製造することを特徴とする、特許請
    求の範囲第1項ないし第3項のいずれか1つに記
    載の方法。 5 混合物のために導電性のフアーネスブラツク
    を使用することを特徴とする、特許請求の範囲第
    1項ないし第4項のいずれか1つに記載の方法。 6 二酸化マンガンを活物質として使用し、この
    活物質を導電手段および結合剤と混合して電極に
    成形し、最終熱処理を行なう方法において、ρ結
    晶構造をもつ合成二酸化マンガンを活物質として
    使用し、活物質の担体としてアルミニウムを使用
    し、成形品の製造後180ないし200℃で最終熱処理
    することを特徴とする、非水溶液電解質をもつ電
    気化学電池用正電極の製造方法。
JP58207631A 1982-11-13 1983-11-07 電気化学電池用正電極の製造方法 Granted JPS59101767A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3242139.7 1982-11-13
DE3242139A DE3242139C2 (de) 1982-11-13 1982-11-13 Verfahren zur Herstellung positiver Elektroden für elektrochemische Elemente, insbesondere Li/Mn0↓2↓-Zellen und nach diesem Verfahren hergestellte Elektroden

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59101767A JPS59101767A (ja) 1984-06-12
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JP (1) JPS59101767A (ja)
DE (1) DE3242139C2 (ja)
DK (1) DK154039C (ja)
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2557734B1 (fr) * 1983-12-28 1986-10-17 Gipelec Procede de preparation d'une matiere active positive a base de dioxyde de manganese pour generateur electrochimique, matiere active issue de ce procede et generateur en faisant application
JPS618852A (ja) * 1984-06-22 1986-01-16 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解液電池
GB2196785B (en) * 1986-10-29 1990-05-23 Sony Corp Organic electrolyte secondary cell
US7238448B1 (en) 2000-04-26 2007-07-03 The Gillette Company Cathode for air assisted battery
US20030162099A1 (en) 2002-02-28 2003-08-28 Bowden William L. Non-aqueous electrochemical cell
US7544384B2 (en) 2003-11-24 2009-06-09 The Gillette Company Methods of making coated battery components
US7459234B2 (en) 2003-11-24 2008-12-02 The Gillette Company Battery including aluminum components
US7279250B2 (en) 2003-11-24 2007-10-09 The Gillette Company Battery including aluminum components
US7285356B2 (en) 2004-07-23 2007-10-23 The Gillette Company Non-aqueous electrochemical cells
US7479348B2 (en) 2005-04-08 2009-01-20 The Gillette Company Non-aqueous electrochemical cells
CN111653778A (zh) * 2020-05-20 2020-09-11 佛山科学技术学院 一种锂锰电池用正极复合材料及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1509122A (fr) * 1966-11-30 1968-01-12 Accumulateurs Fixes Perfectionnements à la fabrication des piles sèches au bioxyde de manganèse
DE2300156C3 (de) * 1972-01-06 1978-10-19 P.R. Mallory & Co. Inc., (N.D.Ges. D.Staates Delaware), Indianapolis, Ind. (V.St.A.) Verfahren zur Herstellung einer Elektrode für ein galvanisches Element
JPS5342325A (en) * 1976-09-29 1978-04-17 Sanyo Electric Co Method of making cathode of nonnaqueous battery
JPS5446344A (en) * 1977-09-20 1979-04-12 Sanyo Electric Co Method of producing positive plate for nonnaqueous battery
GB1557754A (en) * 1978-03-02 1979-12-12 Ever Ready Co Dry electric cells
DE2835976C3 (de) * 1978-08-17 1982-05-19 Hitachi Chemical Co., Ltd. Galvanisches Element
JPS6041829B2 (ja) * 1979-01-06 1985-09-19 株式会社日立製作所 非水電解液電池用正極の製造法
IN154337B (ja) * 1979-06-25 1984-10-20 Union Carbide Corp
JPS581050B2 (ja) * 1979-10-04 1983-01-10 田辺 伊佐雄 二酸化マンガンの製造法

Also Published As

Publication number Publication date
DE3242139C2 (de) 1984-09-06
DK516983A (da) 1984-05-14
EP0116115A1 (de) 1984-08-22
NO157158B (no) 1987-10-19
EP0116115B1 (de) 1986-05-21
DK516983D0 (da) 1983-11-11
DE3242139A1 (de) 1984-05-17
DK154039B (da) 1988-10-03
DK154039C (da) 1989-02-20
JPS59101767A (ja) 1984-06-12
NO833863L (no) 1984-05-14
NO157158C (no) 1988-01-27

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