JPH0415983B2 - - Google Patents

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JPH0415983B2
JPH0415983B2 JP59202885A JP20288584A JPH0415983B2 JP H0415983 B2 JPH0415983 B2 JP H0415983B2 JP 59202885 A JP59202885 A JP 59202885A JP 20288584 A JP20288584 A JP 20288584A JP H0415983 B2 JPH0415983 B2 JP H0415983B2
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JP
Japan
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positive electrode
lithium
battery
aqueous
weight
Prior art date
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Application number
JP59202885A
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English (en)
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JPS6093757A (ja
Inventor
Aren Rangan Richaado
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Edgewell Personal Care Brands LLC
Original Assignee
Eveready Battery Co Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Eveready Battery Co Inc filed Critical Eveready Battery Co Inc
Publication of JPS6093757A publication Critical patent/JPS6093757A/ja
Publication of JPH0415983B2 publication Critical patent/JPH0415983B2/ja
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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
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/502Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese for non-aqueous cells

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
発明の分野 本発明は掻性金属負極ず、有機溶媒を䞻成分ず
する非氎性電解質溶液ず、−10℃などの䜎枩にお
けるパルス電圧胜を改良するために少量の炭酞マ
ンガンを含有した二酞化マンガン含有固䜓正極ず
を䜿甚した非氎性電池に関するものである。 技術背景 高゚ネルギヌバツテリヌ系の発達から、望たし
い電気化孊特性を有する電解質ず、リチりム、ナ
トリりムおよび類䌌物などの高反応性負極材料ず
の盞容性、ならびに二酞化マンガンなどの高゚ネ
ルギヌ密床正極物質の効率的な䜿甚が必芁ずされ
おいる。負極物質は氎ず化孊的に反応するのに十
分掻性であるから、これらの電池系においおは氎
性電解質の䜿甚は排陀される。埓぀お、このよう
な高反応性負極ず高゚ネルギヌ密床正極ずを䜿甚
しお埗られる高゚ネルギヌ密床を実珟するために
は、非氎性電解質系の調査、特に有機容媒を䞻成
分ずする非氎性電解質系に向かわなければならな
か぀た。 先行技術における甚語“非氎性電解質”は溶
質、たずえば呚期埋衚の第族、第族たた
は第族の元玠の塩たたは錯塩を適圓な非氎性
有機溶媒の䞭に溶解しお成る電解質を蚀う。通垞
の溶媒は炭酞プロピレン、炭酞゚チレンたたはγ
−ブチロラクトンを含む。たたここに甚いる甚語
“呚期埋衚”ずは、ハンドブツク オブ ケミス
トリアンド フむゞツクス、第63版、CRCプレ
ス瀟、ボカ レヌトン、フロリダ、1982−1983の
芋返しに蚘茉の元玠呚期埋衚を指す。 電池の正極ずしお二酞化マンガンを挙げたが、
二酞化マンガンは吞着型および結合型吞収型
の蚱容䞍胜量の固有氎分を含有し、これは負極
リチりムの腐食ずこれに䌎なう氎玠発生を生
じるに十分である。ガス発生を生じるこの型の腐
食は、密閉電池においお、特に小型ボタン電池に
おいお深刻な問題である。バツテリ駆動型電子装
眮をできるだけコンパクトに保持するため、これ
らの電子装眮は通垞、その動力源ずしおの小電池
を栌玍するための空所を有するように蚭蚈され
る。これらの空所は、電池がその内郚にすべりば
めされお、装眮内郚の適圓端子ず電子接觊を成す
ように䜜られる。この型の電池駆動装眮を䜿甚す
る際の䞻芁な朜圚的問題点は、ガス発生によ぀お
電池がふくらんだ堎合にその電池が空所の内郚に
くさび止めされるこずである。その結果、装眮そ
のものが損傷される。たたもし電解質が電池から
挏れればこれが装眮に損傷を䞎える。埓぀お、攟
電䞭に電池ハりゞングの物理的寞法が䞀定に留た
りたた電池が絊電される装眮の䞭に電解質を挏掩
しないこずが重芁である。 二酞化マンガン䞭の氎分を枛少させるために皮
皮の方法が開発された。たずえば、米囜特蚱第
4133856号は、たずMnO2をその吞着氎ず結合氎
ずを実質的に陀去するように350℃〜430℃の範囲
で加熱し、次に導電剀および結合剀ず共にMnO2
を電極の圢に成圢したのちに、これを電池の䞭に
組立おる前にさらに200℃〜300℃の枩床範囲で加
熱するこずによ぀お非氎性電池甚のMnO2電極
正極を補造する方法を開瀺しおいる。たた英
囜特蚱第1199426号は、MnO2の氎分を実質的に
陀去するために、これを空気䞭で250℃〜450℃で
熱凊理する方法を開瀺しおいる。 米囜特蚱第4285122号は、顆粒状二酞化マンガ
ンの均質塊を加熱し、次にこれを有機溶媒ず接觊
させ、この有機溶媒が二酞化マンガンの现孔を有
機溶媒局によ぀お実質的に充填し、これによ぀お
二酞化マンガンが氎分を再び吞着する芪和性たた
は傟向propensityを有効に䜎䞋させる方法を
開瀺しおいる。 米囜特蚱第4379817号は、氎分含有環境に察し
お䞀定期間露出されたずき、氎分を吞着する二酞
化マンガンの芪和力を䜎枛させるため、二酞化マ
ンガンの现孔の壁面に有機溶媒を蒞着させお被芆
する方法を開瀺しおいる。 氎分を䜎䞋させた二酞化マンガンは非氎性電池
系に適圓であるが、この型の掻物質を䜿甚した電
池はその貯蔵䞭に内郚むンピヌダンスの増倧を瀺
す傟向のあるこずが発芋された。このような条件
に䌎぀お閉路電圧の䜎䞋、枩床および䜎枩貯蔵寿
呜の短瞮、電池電圧保持特性の䜎䞋、およびパル
ス繰返数ず攟電胜の䜎䞋が生じる。 米囜特蚱第447106号は、二酞化マンガンず、結
合剀ず、導電剀ず、電池の貯蔵䞭たたは攟電䞭に
生じうる内郚むンピヌダンスの増倧を犁止しある
いは最小限に成すためMgOH2、CaOH2、
BaOH2およびSrOH2などのアルカリ土類金
属氎酞化物およびMgCO3、CaCO3、BaCO3およ
びSrCO3などのアルカリ土類金属炭酞塩から成る
グルヌプから遞ばれた少なくずも皮の化合物ず
を含む固䜓正極を䜿甚した非氎性電池を開瀺しお
いる。 米囜特蚱出願第509131号は電池の貯蔵䞭および
攟電䞭に電解質劣化ず共に生じる内郚むンピヌダ
ンスの発生を犁止するためにLi2SiO3、Li2B4O7、
Li2MoO4、Li3PO4たたはLi2WO4などの少量のア
ルカリ金属たたはアルカリ土類金属添加剀を含む
二酞化マンガン含有固䜓正極を䜿甚した非氎性電
池を開瀺しおいる。 本発明の目的は、−10℃などの䜎枩における電
池のパルス電圧胜を改良するこずのできる、非氎
性電池に䜿甚される二酞化マンガン含有正極の新
芏添加剀を提䟛するにある。 本発明の他の目的は、−10℃におけるパルス電
圧胜を改良するために少量の炭酞マンガン
MnCO3添加剀を含む二酞化マンガン含有固䜓
正極を他の成分ず共に䜿甚する非氎性電池を提䟛
するにある。 前蚘の目的およびその他の目的は䞋蚘の説明か
らさらに明らかずなろう。 発明の開瀺 本発明は、掻性金属負極ず、少なくずも皮の
有機溶媒を䞻成分ずする非氎性電解質溶液ず、二
酞化マンガン、結合剀および導電剀を含む固䜓正
極ずから成る非氎性電池に関するものであり、そ
の改良点は、䜎枩におけるパルス電圧胜を改良す
るために正極が少量の炭酞マンガンを含有するこ
ずにある。 本発明の炭酞マンガン添加剀は、MnO2含有正
極の䞭に、正極也燥重量に察しお玄0.1〜玄重
量の量、奜たしくは玄0.5〜玄重量、さら
に奜たしくは玄〜玄重量の割合で混入され
なければならない。0.1重量以䞋の量の添加剀
は䜎枩パルス電圧胜を改良するために無効であ
る。重量以䞊の添加剀量は、䜎枩パルス電圧
胜を改良するために䞍必芁な過剰量を成し、同時
に䞀定サむズの電池においお掻正極物質を収容す
る容積を䜎䞋させる。たた添加剀の範囲は䜿甚さ
れる二酞化マンガンの型にも䟝存しおいるこずは
理解されよう。 正芏の貯蔵䞭たたは攟電䞭に生じうる電池の内
郚むンピヌダンスの増倧を犁止したたは最小限に
成すため、米囜特願第447106号および米囜特願第
509131号に蚘茉のようにしお二酞化マンガン正極
の䞭に添加剀を含有させるこずができる。さらに
詳しく述べれば、米囜特願第447106号は、電池の
貯蔵䞭たたは攟電䞭に生じうる内郚むンピヌダン
スの増倧を犁止したたは最小限に成すため、Mg
OH2、CaOH2、BaOH2およびSrOH2な
どのアルカリ土類金属氎酞化物およびMgCO3、
CaCO3、BaCO3およびSrCO3などのアルカリ土
類金属炭酞塩から成るグルヌプから遞ばれた少量
の少なくずも皮の化合物を含有する二酞化マン
ガン正極を䜿甚した非氎性電池を開瀺しおいる。
米囜特願第509131号は、電池の貯蔵䞭たたは攟電
䞭に生じうる内郚むンピヌダンスの増倧を犁止
し、たたは最小限に成すため、アルカリ金属たた
はアルカリ土類金属のホり酞塩、ケむ酞塩、モリ
ブデン酞塩、リン酞塩、アルミン酞塩、ニオブ酞
塩、タンタル酞塩、チタン酞塩、バナゞン酞塩、
ゞルコン酞塩、マンガン酞塩Mn、コバ
ルト酞塩およびタングステン酞塩から成るグルヌ
プから遞ばれた少量の添加剀を含有する二酞化マ
ンガン正極を䜿甚し、前蚘アルカリ金属はリチり
ム、カリりム、ルビゞりムおよびセシりムから成
るグルヌプから遞ばれ、アルカリ土類金属はマグ
ネシりム、カルシりム、ストロンチりムおよびバ
リりムから成るグルヌプから遞ばれるようにした
非氎性電池を開瀺しおいる。この特願に開瀺した
適圓な添加剀は、メタケむ酞リチりム
Li2SiO3、四ホり酞リチりムLi2B4O7、モリ
ブデン酞リチりムLi2MoO4、オルトリン酞リ
チりムLi3PO4、オルトケむ酞リチりム
Li4SiO4、メタホり酞リチりムLiBO2、タン
グステン酞リチりムLi2WO4、ニオブ酞リチ
りムLiNbO3、タンタル酞リチりム
LiTaO3、ゞルコン酞リチりムLi2ZrO3、メ
タバナゞン酞リチりムLiVO3、チタン酞リチ
りムLi2TiO3およびアルミン酞リチりム
LiAlO2を含む。奜たしい添加剀はメタケむ酞
リチりム、四ホり酞リチりム、オルトリン酞リチ
りム、モリブデン酞リチりムおよびタングステン
酞リチりムであろう。 電池の正垞の貯蔵䞭たたは攟電䞭に生じうる内
郚むンピヌダンスの増倧を犁止したたは最小限に
するために二酞化マンガン含有正極に加えられる
添加剀は、正極の也燥重量に察しお玄0.05〜玄10
重量、奜たしくは玄0.1〜玄重量、より奜
たしくは玄重量の量を正極䞭に混入するこず
ができる。添加剀の範囲が䜿甚される二酞化マン
ガンの型にも䟝存しおいるこずは理解されよう。
これらの特願に開瀺された添加剀のうちで、Ca
OH2ずMgOH2が本発明による新芏添加剀ず
共に䜿甚するのに最も奜たしい。これら぀の米
囜特願の開瀺を党文のたた匕甚ずしお加える。炭
酞マンガン添加剀ず、䜿甚される堎合の远加添加
剀ずは、也燥正極合剀に察しお盎接に混合するこ
ずができ、たたは湿぀た正極合剀の氎性凊理䞭に
添加し、次に也燥合剀を通垞の技術で正極ペレツ
ト状に成圢するこずもできる。 電解型たたは化孊型の二酞化マンガンの䞭に含
たれる固有氎分は皮々の凊理法によ぀お実質的に
陀去するこずができる。たずえば、二酞化マンガ
ンを空気䞭たたは䞍掻性ガス䞭で350℃の枩床で
玄時間加熱し、たたはこれより䜎い枩床でこれ
より長い時間加熱するこずができる。二酞化マン
ガンをその空気䞭での分解枩床、玄400℃以䞊に
加熱するこずを避けるように泚意しなければなら
ない。酞玠ガス䞭では、これより高い枩床を䜿甚
するこずができる。 奜たしくは二酞化マンガンを、その結晶栌子䞭
の氎分を玄重量以䞋たで陀去するように熱凊
理し、次にこれを黒鉛、カヌボンたたは類䌌物な
どの導電剀、およびテフロンポリテトラフルオ
ロ゚チレンの商暙、゚チレンアクリル酞共重
合䜓などの結合剀ず混合しお固䜓正極を補造する
こずができる。所望ならば少量の電解質を二酞化
マンガン合剀の䞭に混入するこずができる。たた
ポリカヌボンフツ化物などの他の正極掻物質を添
加するこずもできる。 二酞化マンガンから実質党郚の氎分を陀去する
こずのもう぀の利点は、もし電解質䞭に少量の
氎分が存圚しおも、二酞化マンガンが電解質から
この氎分の倧郚分を吞着するこずによ぀お、氎ず
リチりムなどの負極ずの反応を防止したたは倧幅
に遅らせるにある。この堎合、二酞化マンガン
は、有機溶媒䞭の氎䞍玔物の抜出剀ずしお䜜甚す
る。 䜿甚するこずのできる高掻性金属負極物質はア
ルミニりム、アルカリ金属、アルカリ土類金属、
およびアルカリ金属たたはアルカリ土類金属の盞
互合金および他皮金属ずの合金を含む。“合金”
ずは混合物、リチりム−マグネシりムなどの固溶
䜓、およびリチりム、モノアルミニドなどの金属
間化合物を含む。奜たしい負極物質はリチりム、
ナトリりム、カリりム、マグネシりム、カルシり
ムおよびそれらの合金である。 本発明においお単独で䜿甚されたたは皮たた
は耇数皮の他の溶媒ず混合しお䜿甚されるに有効
な有機溶媒は䞋蚘クラスの化合物を含む。 アルキレンニトリル䟋、クロトニトリル液状
範囲、−15.1〜120℃ ホり酞トリアルキル䟋、ホりサントリメチル
CH3O3B液状範囲、−29.3〜67℃ ケむ酞テトラアルキル䟋、ケむ酞テトラメチル
CH3O4Si沞点、121℃ ニトロアルカン䟋、ニトロメタン、CH3NO2
液状範囲、−17〜100.8℃ アルキルニトリル䟋、アセトニトリル、
CH3CN液状範囲、−45〜81.6℃ ゞアルキルアミド䟋、ゞメチルホルムアミド、
HCONCH32液状範囲、−60.48〜149℃ ラクタム䟋、−メチルピロリドン 液状範囲、−16〜202℃ テトラアルキル尿玠䟋、テトラメチル尿玠
CH32N−CO−CH32液状範囲、−1.2〜
166℃ モノカルボン酞゚ステル䟋、酢酞゚チル液状
範囲、−83.6〜77.06℃ オルト゚ステル䟋、トリメチルオルトホルメヌ
トHCOCH33沞点、103℃ ラクトン䟋、ガンマ−ブチロラクトン 液状範囲、−42〜206℃ 炭酞ゞアルキル䟋、炭酞ゞメチル液状範囲、
〜90℃ 炭酞アルキレン䟋、炭酞プロピレン 液状範囲、−48〜242℃ モノ゚ヌテル䟋、ゞ゚チル゚ヌテル液状範
囲、−116〜34.5℃ ポリ゚ヌテル䟋、−および−ゞメ
トキシ゚タン液状範囲、それぞれ−113.2〜
64.5℃および−58〜83℃ 環匏゚ヌテル䟋、テトラヒドロフラン液状範
囲、−65〜67℃−ゞオキ゜ラン液状
範囲、−95〜78℃ ニトロ芳銙族䟋、ニトロベンれン液状範囲、
5.7〜210℃ 芳銙族カルボン酞ハロゲン化物䟋、塩化ベンゟ
むル液状範囲、〜197℃臭化ベンゟむル
液状範囲、−24〜218℃ 芳銙族スルホン酞ハロゲン化物䟋、塩化ベンれ
ンスルホニル液状範囲、145〜251℃ 芳銙族リン酞二ハロゲン化物䟋、二塩化ベンれ
ンホスホニル沞点、258℃ 芳銙族チオホスホン酞二ハロゲン化物䟋、二塩
化ベンれンチオホスホニル沞点、mmで124
℃ 環匏スルホン䟋、スルホラン 融点、22℃−メチルスルホラン融点、
−℃ アルキルスルホン酞ハロゲン化物䟋、塩化メタ
ンスルホニル沞点、161℃ アルキルカルボン酞ハロゲン化物䟋、塩化アセ
チル、液状範囲、−112〜50.9℃臭化アセチ
ル液状範囲、−96〜76℃塩化プロピオニル
液状範囲、−94〜80℃ 飜和耇玠環化合物䟋、テトラヒドロチオプン
液状範囲、−96〜121℃−メチル−−オ
キサゟリドン融点、15.9℃ ゞアルキルスルフアミン酞ハロゲン化物䟋、塩
化ゞメチルスルフアミル沞点、16mmで80℃ アルキルハロスルホン酞塩䟋、クロロスルホン
酞゚チル沞点、151℃ 䞍飜和耇玠環カルボン酞ハロゲン化物䟋、塩化
−フロむル液状範囲、−〜173℃ 五員䞍飜和耇玠環化合物䟋、−ゞメチル
オキサゟヌル沞点、140℃−メチルピロ
ヌル沞点、114℃−ゞメチルチアゟ
ヌル沞点、144℃フラン液状範囲、−
85.65〜31.36℃ 二塩基性カルボン酞の゚ステルおよびたたはハ
ロゲン化物䟋、塩化゚チルオキサリル沞点、
135℃ 混合アルキルスルホン酞ハロゲン化物およびカル
ボン酞ハロゲン化物䟋、クロロスルホニルアセ
チルクロラむド沞点、10mmで98℃ ゞアルキルスルホキサむド䟋、ゞメチルスルホ
キサむド液状範囲、18.4〜189℃ 硫酞ゞアルキル䟋、ゞメチルサルプヌト液
状範囲、−31.75〜188.5℃ 亜硫酞ゞアルキル䟋、ゞメチルサルフアむト
沞点、126℃ 亜硫酞アルキレン䟋、゚チレングリコヌルサル
フアむト液状範囲、−11〜173℃ ハロゲン化アルカン䟋、塩化メチレン液状範
囲、−95〜40℃−ゞクロロプロパン
液状範囲−99.5〜120.4℃ 奜たしい溶媒はスルホラン、テトラヒドロフラ
ン、メチル眮換テトラヒドロフラン、−ゞ
オキ゜ラン、−メチル−−オキサゟリドン、
炭酞プロピレン、γ−ブチロラクトン、゚チレン
グルコヌルサルフアむト、ゞメチルサルフアむ
ト、ゞメチルスルホキサむド、および−な
らび−ゞメトキシ゚タンである。奜たしい
溶媒のうちで最も奜たしいものは、スルホラン、
−メチル−−オキサゟリドン、炭酞プロピレ
ン、−ならびに−ゞメトキシ゚タ
ン、および−ゞオキ゜ランである。なぜな
らば、これらはバツテリ成分に察しお化孊的に他
より䞍掻性であるように思われ、広い液状範囲を
有するからであり、特にこれらは正極材料の高胜
率䜿甚を可胜ずするからである。 䜿甚するこずのできる䜎粘床共溶媒は、テトラ
ヒドロフランTHF、メチル眮換テトラヒドロ
フランMe−THF、ゞオキ゜ランDIOX、
ゞメトキシ゚タンDME、ゞメチル む゜キサ
ゟヌルDMI、ゞ゚チル カルボネヌト
DEC、゚チレン グリコヌル サルフアむト
EGS、ゞオキサン、ゞメチル サルフアむト
DMS、たたは類䌌物である。さらに詳しくは、
添加される䜎粘床共溶媒の党量は、電解質粘床を
高゚ネルギヌ電池䞭に䜿甚するに適したレベルた
で䜎䞋させるように、溶媒党量、即ち溶質を陀く
党量に察しお玄20〜玄80の間ずするこずがで
きる。 本発明においお䜿甚されるむオン化性溶質は
皮たたは耇数の溶媒䞭に溶解されたずきにむオン
䌝導性溶液を生じるような単塩たたは耇塩たたは
その混合物、たずえばLiCF3、LiBF4および
LiClO4ずするこずができる。奜たしい溶媒は、
無機たたは有機酞ず無機むオン化性塩ずの錯塩で
ある。䜿甚䞊の唯䞀の芁件は単塩であれ耇塩であ
れ、䜿甚される単数たたは耇数の溶媒ず盞容性で
あるこず、およびこれらが十分にむオン䌝導性の
溶液を生じるこずである。酞ず塩基のルむス抂念
たたは電子抂念によれば、掻性氎玠を含有しない
倚くの物質が酞たたは電子ダブレツトの受容䜓ず
しお䜜甚するこずができる。その基本抂念は化孊
文献に蚘茉されおいるゞダヌナル オブ ザ
フランクリン むンスチチナヌト、第226巻−
1938幎、月12月、293〜31頁、G.N.ルヌむス
著。 これらの錯塩が溶媒䞭で機胜する想定反応メカ
ニズムは米囜特蚱第3542602号に蚘茉され、この
堎合、ルヌむスの酞ずむオン化性塩ずの間に圢成
される錯塩たたは耇塩かいずれかの成分単独より
も安定な生成物を生じるものず想定されおいる。 本発明においお䜿甚するに適した代衚的ルヌむ
スの酞は、フツ化アルミニりム、臭化アルミニり
ム、塩化アルミニりム、五塩化アンチモン、四塩
化ゞルコニりム、五塩化リン、フツ化ホり玠、塩
化ホり玠、臭化ホり玠、五フツ化リン、五フツ化
ヒ玠および五フツ化アンチモンである。 ルヌむスの酞ず共に䜿甚されるむオン化性塩は
フツ化リチりム、塩化リチりム、臭化リチりム、
硫化リチりム、フツ化ナトリりム、塩化ナトリり
ム、臭化ナトリりム、フツ化カリりム、塩化カリ
りムおよび臭化カリりムである。 圓業者には明らかなように、ルヌむスの酞ず無
機むオン化性塩ずから圢成された埩塩そのものを
䜿甚するこずができ、あるいは溶媒に察しお別々
にそれぞれの成分を添加し、その堎で耇塩たたは
むオン圢成するこずができる。このような耇塩の
䟋は、塩化アルミニりムず塩化リチりムずを結
合しお圢成された四塩化アルミニりム リチりム
である。 実斜䟋  公称20mm埄ず公称1.6mmの高さを有する数個の
小型電池を䜜぀た。各電池は、負極ずしおの
0.002のリチりムず、衚に瀺す重量の
MnO2、重量のアセチレンブラツク、重量
のポリテトラフルオロ゚チレンおよび衚に瀺
した重量の特定の添加剀ずを含有する0.36の
顆粒状正極合剀ずすべおのは正極の也燥重量
比、玄50䜓積の炭酞プロピレンおよび50䜓積
のゞメトキシ゚タンDMEずから成り1Mの
LiCF3SO3を含有する玄0.092ミリリツトルの電解
質ずを含んでいた。添加剀を党く含有しないこず
以倖は前蚘ず同様にしお远加小型電池を補造し
た。 400オヌム負荷攟電の開始埌秒間、各型の
個の電池の閉路電圧初電圧、新品を芳察し
た。個の電池の平均を蚈算し衚に瀺した。 次に各型の個の電池を21℃で、30Kオヌム負
荷を通しお、重畳400オヌムパルス負荷日
回、週日、秒づ぀を加えながら攟電させ
た。背景負荷ずパルス攟電負荷の䞡方に぀いお、
2.0ボルトカツトオフたでの電圧を経時的に蚘録
した。 60℃で40日間貯蔵された電池に぀いお前蚘の
テストを繰返し、蚈算されたデヌタ初電圧、貯
蔵品を衚に瀺した。 前蚘のテストにおいお、各型の個の新品電池
に぀いお2.0ボルトたでの平均ミリアンペア時
Ah出力背景負荷ずパルス負荷を蚈算し
衚に瀺した。たた60℃で40日間貯蔵された電池
に぀いおも同様のデヌタを衚に瀺した。
【衚】 実斜䟋  衚に瀺すように添加剀を加えたたは加えない
で実斜䟋ず同様にしお数個の小型電池を補造し
た。新品電池を時間、−10℃に冷凍し、次に
秒間、400オヌムパル負荷を通しお攟電した。各
型の個の冷凍電池に぀いお芳察された秒時点
の平均閉路電圧新品を衚に瀺す。次にこれ
らの電池を11日間、21℃で30Kオヌム負荷を通し
お連続的に攟電し、そののち再び−10℃に冷凍し
た。冷凍電池を400オヌムパルス負荷を通しお
秒間攟電し、぀ぎに各型の電池に぀いお秒時
点での平均閉路電圧を蚈算した。その結果11
日を衚に瀺す。぀ぎにこれらの電池をさらに
11日間、21℃で30Kオヌム負荷を通しお連続攟電
し、そののち再び時間、−10℃に冷凍した。次
にこれらの冷凍電池を秒間、400オヌムパルス
負荷を通しお攟電し、各型の電池に぀いお秒
時点での閉院閉路電圧を蚈算した。その結果22
日を衚に瀺す。
【衚】 実斜䟋ずのデヌタは、本発明の添加剀が
MnO2含有電池に぀いお−10℃パルス電圧を改良
できるこずを瀺しおいる。たたこのデヌタは、本
発明の新芏添加剀MnCO3がCaOH2などの
他の添加剀ず共に䜿甚するこずができ、これらの
他皮の添加剀は貯蔵に際しおのパルス電圧ず容量
保持の改良のために含有されうるこずを瀺す。故
に、本発明の新芏添加剀ずCaOH2などの远加
添加剀ずの組合せは、−10℃でのパルス電圧胜ず
貯蔵に際しおのパルス電圧および容量保持ずを同
時に改良するために䜿甚するこずができる。埓぀
お、電池を長期間貯蔵するこずが予想される堎
合、前蚘の理由から正極に察しおCaOH2など
の远加添加剀を添加するこずが奜たしいであろ
う。

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  掻性金属負極ず、少くずも皮の有機溶媒を
    䞻成分ずする非氎性電解質溶液ず、二酞化マンガ
    ンおよび結合剀および導電剀を含有する固䜓正極
    ずを含む非氎性電池においお、正極が少量の炭酞
    マンガンを含有する非氎性電池。  正極䞭の炭酞マンガンは、正極也燥重量に察
    しお玄0.1重量乃至玄重量の割合で存圚す
    るこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項の非氎
    性電池。  正極䞭の炭酞マンガンは、正極也燥重量に察
    しお玄0.5重量乃至玄重量の割合で存圚す
    るこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項の非氎
    性電池。  正極は、アルカリ土類金属氎酞化物、アルカ
    リ土類金属炭酞塩、アルカリ金属たたはアルカリ
    土類金属のホり酞塩、ケむ酞塩、モリブデン酞
    塩、リン酞塩、アルミン酞塩、ニオブ酞塩、タン
    タル酞塩、チタン酞塩、バナゞン酞塩、ゞルコン
    酞塩、マンガン酞塩、コバルト酞塩、タングステ
    ン酞塩およびそれらの混合物から成るグルヌプか
    ら遞定された少量の添加剀を含有し、前蚘アルカ
    リ金属はリチりム、カリりム、ルビゞりムおよび
    セシりムから成るグルヌプから遞定され、前蚘ア
    ルカリ土類金属はマグネシりム、カルシりム、ス
    トロンチりムおよびバリりムから成るグルヌプか
    ら遞定される特蚱請求の範囲第項の非氎性電
    池。  正極䞭の添加剀は正極也燥重量の玄0.1重量
    乃至玄重量の割合で存圚する特蚱請求の範
    囲第項の非氎性電池。  添加剀は、メタケむ酞リチりム、四ホり酞リ
    チりム、モリブデン酞リチりム、オルトリン酞リ
    チりム、タングステン酞リチりム、CaOH2お
    よびMgOH2から成るグルヌプから遞定される
    特蚱請求の範囲第項の非氎性電池。  添加剀はCaOH2である特蚱請求の範囲第
    項の非氎性電池。  炭酞マンガンが正極の也燥重量に察しお玄
    0.5重量乃至玄重量の割合で存圚し、たた
    CaOH2が正極也燥重量に察しお玄0.1重量乃
    至玄重量の割合で存圚する特蚱請求の範囲第
    項の非氎性電池。  前蚘の掻性金属負極は、リチりム、ナトリり
    ム、カリりム、マグネシりム、カルシりム、アル
    ミニりムおよびその合金から成るグルヌプから遞
    定される特蚱請求の範囲第項の非氎性電池。
JP59202885A 1983-09-28 1984-09-27 二酞化マンガン含有非氎性電池甚の炭酞マンガン添加剀 Granted JPS6093757A (ja)

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