JPH0516139B2 - - Google Patents

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JPH0516139B2
JPH0516139B2 JP58105650A JP10565083A JPH0516139B2 JP H0516139 B2 JPH0516139 B2 JP H0516139B2 JP 58105650 A JP58105650 A JP 58105650A JP 10565083 A JP10565083 A JP 10565083A JP H0516139 B2 JPH0516139 B2 JP H0516139B2
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aqueous electrolyte
separator
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electrolyte battery
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Toshio Mizuno
Yasuhiro Ishiguro
Masanori Nakanishi
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FDK Corp
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FDK Corp
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    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/446—Composite material consisting of a mixture of organic and inorganic materials
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は非水電解液電池に関し、特に、電池
短絡時の安全性についての改良に関する。
非水電解液電池は、リチウム、ナトリウム、カ
リウム、カルシウム、マグネシウムあるいはアル
ミニウム等の軽金属を負極活物質として用いると
ともに、電解液として非水の有機溶媒にイオン導
電性をもたせるために、アルカリ金属塩を溶かし
た有機電解質を使用することを特徴としており、
高いエネルギー密度、広い作動温度範囲および長
期にわたる保存性が理論的に示され、小型かつ高
性能な電池として脚光を浴びている。
リチウム等の金属は極めて化学的な活性が強
く、水と激しく反応して水素を発生するため、通
常の水溶性電解液は使用することができない。そ
こで、この種の電池では、非水の電解液として、
プロピレン・カーボネイト（PC）、γ−ブチロラ
クトン（BL）あるいはジメチルホルムアマイド
（DMF）等の非水の有機溶媒にイオン導電性をも
たせるためのアルカリ金属塩を溶かした有機電解
質が広く用いられるようになり、この種の非水電
解液電池の実用化が促進されている。
従来の非水電解液電池においては、正極活物質
として二酸化マンガンあるいは銀等が用いられ、
また、非水電解液を含浸するセパレータとして、
ポリプロピレン不織布あるいはこれにガラス繊維
を混入したもの等、イオン透過度が大きく適度な
機械的強度を持つ多孔性の絶縁体が使用されてい
る。これら負極活物質、正極活物質および非水電
解液を含むセパレータが電池ケース内に密封され
ている。
この種の非水電解液電池では、従来、次のよう
な問題が指摘されていた。つまり、電池の両極を
誤つて短絡すると、非常に大きな短絡電流が流
れ、この短絡電流によつて電池内部が加熱して、
異常な高温となり、非水の電解液を用いているこ
とから、短絡時間が長いと電池が爆発してしまう
ことがあつた。
この加熱・爆発の危険性は、内部抵抗が低く
て、取出し得る電流容量の大きな電池、すなわ
ち、負荷性能の優れた電池程大きい。
このように、非水電解液電池は、高い電気的エ
ネルギーを取出し得るが、これと相反する問題と
して、電池短絡時の加熱・爆発という危険性を伴
うものであつた。
この発明は上述した従来の問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、電池性能を損なう
ことなく、かつ簡単な構成で、短絡時の加熱・爆
発の危険性を防止できるようにした非水電解液電
池を提供することにある。
上記の目的を達成するために、この発明は、ポ
リプロピレン不織布等からなるセパレータの表面
全体に、非水電解液電池が短絡した時に生じる温
度上昇により溶解して上記セパレータの表面を覆
つてイオン伝導性を損なわしめるポリエチレン微
粉末を添着し、これによつて電池の短絡時にセパ
レータのイオン導電性を大きく低下させ、その結
果短絡電流が急激に低下してそれ以上の温度上昇
とそれに伴う爆発を防ぐようにしたのである。
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
図に示す電池は、負極缶１と正極端子板３およ
びガスケツト４からなる電池ケース内に正極６と
セパレータ５および負極７からなる発電要素２が
非水電解液９とともに絶縁板８を介在させて密封
入されている。セパレータ５、正極６、負極７は
それぞれ帯状に形成されており、これらはセパレ
ータ５を挟んで交互に正極６、負極７が配置され
るように重ね合わされ、渦巻状に巻かれている。
負極７としてはリチウム等の軽金属が使用さ
れ、これと負極缶１が負極リード線１１で結線さ
れている。正極６としては二酸化マンガン等が使
用され、これと正極端子板３が正極リード線１０
で結線されている。また、非水電解液９として
は、前述した非水の有機溶媒にアルカリ金属塩を
溶かした有機電解質が使用されている。
セパレータ５はイオン透過度が大きく適度な機
械的強度を持つ多孔性の絶縁体、例えばポリプロ
ピレン不織布あるいはガラス繊維を混入したポリ
プロピレン不織布からなる。ここで注目すべきこ
とは、この発明の非水電解液電池にあつては、セ
パレータ５の表面全体にポリエチレン微粉末を予
め添着してある点である。
ポリエチレン微粉末は次のようにしてセパレー
タ５の表面全体に添着される。つまり、ポリエチ
レンの水性系エマルジヨンにセパレータ５を浸漬
し、その後これを取出し乾燥することにより、セ
パレータ５に数ミクロン程度の粒径のポリエチレ
ン微粉末がその表面全体に添着する。ポリエチレ
ン微粉末の添着量としては、重量比で５〜40％程
度が好ましい。この場合、添着量が５％以下であ
ると十分な効果が得られず、また、40％を越える
と電池の内部抵抗が増加するのでこの範囲が好適
となる。
上述のようにセパレータ５の表面全体ににポリ
エチレン微粉末が添着された非水電解液電池にあ
つては、その両極を短絡した時、先ず従来と同様
に大きな短絡電流が流れ、その短絡電流によつて
電池内部が発熱し、除々に高温となる。電池の内
部温度が110〜120℃程度の一定温度に達するとセ
パレータ５に添着されているポリエチレン微粉末
が溶解する。ポリエチレン微粉末が溶解すること
により、セパレータ５の表面を覆つて導電性が著
しく損われセパレータ５は殆ど導電性のないフイ
ルムとなる。その結果、電池の内部抵抗が急激に
増加し、従つて電池の短絡電池が急激に減少し、
さらに電池温度が上昇することがなくなり、むし
ろ電池温度は短絡電流の減少にともなつて低下
し、従来のような爆発の危険性が全くなくなる。
第２図は上述した本発明による非水電解液電池
の作用を従来のものと比較して示すグラフであ
る。同図において、横軸は電池を短絡してからの
経過時間であり、縦軸は電池温度を示している。
特性Ａは従来の非水電解液電池のものであり、こ
れでは電池温度が除々に上昇し、180℃以上にな
ると爆発を起こすことが多くなる。これに対し、
特性Ｂが本発明の非水電解液電池であり、図のよ
うに本発明による電池では、電池温度が120℃近
くになると、前述したようにセパレータ５に添着
されていた微粉末が溶解することから、温度はそ
れ以上上昇せずむしろ下降する。これによつて電
池の爆発の危険性はなくなる。
なお、この発明は第１図に示したような発電要
素が渦巻状に形成された非水電解液電池に限ら
ず、他の構造の非水電解液電池にも適用でき、上
記と同様な作用効果を奏する。
以上、詳細に説明したように、この発明に係る
非水電解液電池にあつては、セパレータの表面全
体にポリエチレン微粉末を添着するという極めて
簡単な構成により、電池性能を損なうことなく、
電池短絡時の加熱・爆発の危険性を防止すること
ができ、高負荷性能と安全性を両立させることが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明による非水電解液電池の一実
施例を示す断面図、第２図はこの発明による非水
電解液電池の作用効果を従来のものと比較して示
すグラフである。 １……負極缶、２……発電要素、３……正極端
子板、５……セパレータ、６……正極、７……負
極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 軽金属よりなる負極、非水電解液が含浸され
    たセパレータ、および正極で構成される非水電解
    液電池において、上記セパレータの表面全体に上
    記非水電解液電池が短絡した時に生じる温度上昇
    により溶解して上記セパレータの表面を覆つてイ
    オン伝導性を損なわしめるポリエチレン微粉末を
    添着したことを特徴とする非水電解液電池。
JP58105650A 1983-06-15 1983-06-15 非水電解液電池 Granted JPS6052A (ja)

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