JPH0362458A - リチウム電池 - 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］ この発明は、リチウム電池、例えば塩化チオニルリチウ
ム電池など、電解質を兼ねるオキシハロゲン化物系の正
極活物質を有している電池に関するものである。

［従来の技術］ 第５図は例えば特開昭６３−８６２４５号公報に示され
た従来の塩化チオニルリチウム電池の断面図である。

図において、符号（１）は円筒状のステンレス缶、（２
）はステンレス缶（１〉の内壁上に設けられたリチウム
負極、（３）はステンレス缶（１）内に設けられた多孔
性正極、（４）はリチウム負極（２）と多孔性正極（３
）との間に介在しているセパレータである。

（５）はステンレス缶（１）内に入れられ多孔性正極（
３〉に含浸された液状の塩化チオニルからなる正極活物
質であり、この正極活物質（５）は電解液の働きを兼ね
ている。（６）はステンレス缶（１）の上部から多孔性
正極（３）内に挿入された正極集電棒、（７）は正極集
電棒（６〉とステンレス缶（１）との間のシールをする
ハーメチックシールである。

上記のように構成された従来の塩化チオニルリチウム電
池においては、放電時、多孔性正ｆ！（３）の表面には
、その内部に比べて大きな電流が流れ、より多くの反応
生成物が析出する。

また、放電前のリチウム負極（２）の表面には、正極活
物質（５〉が接触することにより、塩化リチウム膜が生
成される。この塩化リチウム膜は放電により薄くなるが
、膜厚が大きいと薄くなるまでに時間がかかり、この間
に電圧のオーム損が生じるため、放電直後に電池電圧が
下がってしまう電圧遅延が生じる。

この塩化リチウム膜は、内部抵抗を増大させ電圧遅延を
生じさせる要因ではあるが、一方では保存中の自己放電
を抑え放電容量を確保するために必要なものである。

し発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来の塩化チオニルリチウム電池において
は、正極活物質（５）が腐食性の強いオキシハロゲン化
物系の液体である塩化チオニルからなっているため、ハ
ーメチックシール（７）が腐食し、液漏れを生じる虞れ
があり、特に全体形状を薄型化すると、正極活物質（５
）がハーメチックシール（７）に直接接触するため、腐
食によりシール性能が悪くなり、液漏れを生じ易く、こ
のため薄型化が困難であるという問題点があった。

また、多孔性正極〈３〉の表面に生じた反応生成物によ
って、正極活物質（５）の多孔性正極（３）の内部への
拡散が阻害されるため、多孔性正極（３）の利用率が低
下してし７まい、これにより放電容量も小さくなってし
まうという問題点もあった。さらに、正極活物質（５〉
が液体であるため、常にリチウム負ｆ！（２＞に接触し
、これにより塩化リチウム膜の膜厚が必要以上に厚くな
ってしまい、放電直後の電圧遅延がかなり大きくなって
しまうという問題点もあった。このため、従来のリチウ
ム電池は、これらの問題点を解決しなければならないと
いう課題を有していた。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、液漏れの発生を防止し、これにより全体形状
を薄型化することができ、また正極の利用率を高め、こ
れにより放電容量を大きくすることができ、さらに放電
直後の電圧遅延を小さくすることができるリチウム電池
を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明に係るリチウム電池は、電解質の働きを兼ねる
オキシハロゲン化物系の正極活物質をゲル化して用いた
ものである。

［作用］ この発明においては、正極活物質をゲル化することによ
り、正極活物質の流動を防止し、これにより液漏れを防
止し、また放電時の正極活物質を均質に保ち、さらに負
極表面のハロゲン化リチウム膜が必要以上に成長するの
を防止する。

［実施例］ 以下、この発明をその一実施例を示す図に基づいて説明
する。

第１図はこの発明の一実施例による塩化チオニルリチウ
ム電池の断面図であり、第５図と同−又は相当部分には
同一符号を付し、その説明を省略する。

図において、符号〈１１）は電解質の働きを兼ねるゲル
である正極活物質であり、この正極活物質（１１）は２
ゲル化剤として働くビロリン酸ジルコニウム（Ｚ　ｒ　
Ｐ　２０　ｔ　）に、オキシハロゲン化物である液状の
塩化チオニルを添加し、混合撹拌することによりゲル化
されている。〈１２）は正極活物質（１１）と導電剤で
あるケッチエンブラックとを混合撹拌してなる正極であ
る。

上記のような塩化チオニルリチウム電池においては、正
極活物質（１１）がゲルであり流動性がないため、ハー
メチックシール（７）を破壊して、電池全体を逆さにし
ても、正極活物質（１１）が液体のまま電池外へ染み出
ることはない。

また、上記実施例では正極活物質（１１）が均質であり
、放電時にも流動せず均質な状態が保たれるので、正極
〈１２）はその内部まで有効に利用される。即ち、第２
図に示すように、実施例の正極活物質（１１）を有する
塩化チオニルリチウム電池は、従来例のものに比べて放
電容量が大きくなっている。これは、正極（１２）の利
用率が従来よりも高くなっていることを示している。

さらに、正極活物質（１１〉が流動しないため、塩化リ
チウム膜が必要以上に成長するのが防止され、第３図に
示すように、放電直後の電圧遅延が従来より小さくなっ
ている。

第４図はこの発明の他の実施例による塩化ヂオニルリチ
ウム電池を示ず樽或図である。

この実施例の塩化チオニルリチウム電池は、セパレータ
（４）を、それより面積の小さいリチウム負極（２）と
正極（１２〉との間に挟み一体化したものを、２枚のス
テンレス板（１３）で挟み、かつ周縁部をハーメチック
シール（７〉で封止したものである。

このような薄型電池は、正極活物質（１１）がハーメチ
ックシール（７）に接触しているため、ハーメチックシ
ール（７）が腐食する可能性があるが、正極活物質（１
１〉はゲルなので、腐食した部分を通って電池外へ出る
ことはない。また、このような薄型電池は、圧着により
製造されるためハーメチックシール（７）が破壊され易
いが、正極活物質（１１）がゲルなので、このような場
合にも液漏れが生じることはない。従って、第４図に示
すように、塩化チオニルリチウム電池を薄型化すること
が可能となっている。

なお、上記実施例では正極活物質（１１〉として塩化チ
オニルをゲル化したものを示したが、例えば塩化スルフ
リル及び塩化ホスホリルなど、他のオキシハロゲン化物
系の液体をゲル化したものであってもよい。

また、上記実施例ではゲル状の正極活物質〈１１〉を得
るためにゲル化剤としてポリリン酸ジルコニウムを用い
たが、正極活物質（１１〉をゲル化できれば良く、他の
ゲル化剤を用いても、またゲル化剤を用いなくてもよい
。

さらに、上記実施例では正極（１２）に導電剤としてケ
ッチエンブラックを混入させて集電効果を高めるものを
示したが、例えばグラファイトなど、他の導電剤であっ
てもよい。また、導電剤を用いなくてもよい。

さらにまた、上記実施例では正極活物質（１１）をゲル
化した後に導電剤を混入したが、オキシハロゲン化物系
の液体にゲル化剤を混入する際に混入してもよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明のリチウム電池は、電解
質の働きを兼ねるオキシハロゲン化物系の正極活物質を
ゲル化して用いたので、正極活物質の流動が防止され、
液漏れの発生を防止することができ、これにより全体形
状を薄型化することができるという効果を奏する。また
、放電時の正極活物質が均質に保たれるので、正極の利
用率が高められ、これにより放電容量を大きくすること
ができるという効果も奏する。さらに、負極表面のハロ
ゲン化リチウム膜が必要以上に成長するのが防止される
ので、放電直後の電圧遅延を小さくすることができると
いう効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による塩化チオニルリチウ
ム電池の断面図、第２図は第１図及び従来例の塩化チオ
ニルリチウム電池のそれぞれ放電電流１０ｚＡにおける
放電時間と電池電圧との関係を示す関係図、第３図は第
１図及び従来例の塩化チオニルリチウム電池のそれぞれ
放電電流１０１Ａにおける放電直後の放電時間と電池電
圧との関係を示す関係図、第４図はこの発明の他の実施
例による塩化チオニルリチウム電池を示す構成国、第５
図は従来のリチウム電池の一例である塩化チオニルリチ
ウム電池の断面図である。 図において、（１１）は正極活物質である。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電解質の働きを兼ねるオキシハロゲン化物系の正極活物
   質を有しているリチウム電池において、前記正極活物質
   はゲルであることを特徴とするリチウム電池。