JPH0611887B2 - リチウム合金の製造方法 - Google Patents
リチウム合金の製造方法Info
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- JPH0611887B2 JPH0611887B2 JP1134123A JP13412389A JPH0611887B2 JP H0611887 B2 JPH0611887 B2 JP H0611887B2 JP 1134123 A JP1134123 A JP 1134123A JP 13412389 A JP13412389 A JP 13412389A JP H0611887 B2 JPH0611887 B2 JP H0611887B2
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- lithium alloy
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- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
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- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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二次電池用負極材料として利用され
るリチウム合金を短時間のうちに簡単に製造する技術に
関するものである。
るリチウム合金を短時間のうちに簡単に製造する技術に
関するものである。
［従来の技術］ 近年、電気、電子機器関係においては、小型化、軽量
化、コードレス化が進んでおり、これに対応して充放電
可能な電池に対する需要が高まり、中でもリチウムをそ
の負極材の全部、或いは一部に用いた二次電池は、軽
量、高エネルギー密度等の特性により注目され、その工
業化の試みが多くなされている。
化、コードレス化が進んでおり、これに対応して充放電
可能な電池に対する需要が高まり、中でもリチウムをそ
の負極材の全部、或いは一部に用いた二次電池は、軽
量、高エネルギー密度等の特性により注目され、その工
業化の試みが多くなされている。
ところで、このようなリチウム合金を得る方法として
は、現在次のような方法が行われている。
は、現在次のような方法が行われている。
１．リチウムと合金化対象金属を溶融させて合金化させ
る冶金的方法。
る冶金的方法。
２．リチウム塩を溶解させた有機溶媒を電解液として合
金化対象金属にリチウムを電着させて合金化させる電気
化学的方法。
金化対象金属にリチウムを電着させて合金化させる電気
化学的方法。
［発明が解決しようとする課題］ 上記のような従来法によれば、次のような種々の問題点
がある。
がある。
すなわち、冶金的方法による場合、少なくとも求めよう
とする合金の溶融温度以上の環境において、溶解、撹
拌、鋳造などの作業を行うため、温度および室内雰囲気
の管理、溶湯の飛散の防止、防爆等、安全性確保の面か
ら装置が大掛かりになり、大量の熱エネルギーを消費す
るといった欠点がある。
とする合金の溶融温度以上の環境において、溶解、撹
拌、鋳造などの作業を行うため、温度および室内雰囲気
の管理、溶湯の飛散の防止、防爆等、安全性確保の面か
ら装置が大掛かりになり、大量の熱エネルギーを消費す
るといった欠点がある。
一方、電気化学的方法による場合、高価な電解液を使用
し、電池と同じような構成をなしてリチウムを合金化対
象金属側に拡散させるのであるが、その速度は極めて遅
く、生産性、所要エネルギー、消費材料の点から勘案し
て工業生産には不向きである。
し、電池と同じような構成をなしてリチウムを合金化対
象金属側に拡散させるのであるが、その速度は極めて遅
く、生産性、所要エネルギー、消費材料の点から勘案し
て工業生産には不向きである。
そこで、この発明においては、取扱い時の作業性が良好
で、生産性に富んでおり、しかもコスト面において格段
の優位性を有しているリチウム合金の製造方法を提供す
るところにある。
で、生産性に富んでおり、しかもコスト面において格段
の優位性を有しているリチウム合金の製造方法を提供す
るところにある。
［課題を解決するための手段］ 上記目的達成のため、リチウムの特性について検討を加
えたところ、純粋なアルゴンのような不活性雰囲気中に
おいて冷間押出しにより製造されるリチウム箔は極めて
活性が高いことに着目し、例えばアルミニウム等の合金
化対象金属と冷間押出し成形直後のリチウム箔を圧着
し、圧着物をさらにリチウムの溶融点以上、好ましくは
２００℃以上で保持するようにした場合、簡単にリチウ
ム合金が得られることを確認したものである。
えたところ、純粋なアルゴンのような不活性雰囲気中に
おいて冷間押出しにより製造されるリチウム箔は極めて
活性が高いことに着目し、例えばアルミニウム等の合金
化対象金属と冷間押出し成形直後のリチウム箔を圧着
し、圧着物をさらにリチウムの溶融点以上、好ましくは
２００℃以上で保持するようにした場合、簡単にリチウ
ム合金が得られることを確認したものである。
すなわち、この発明においては、不活性な雰囲気中で冷
間押出し直後の活性の高いリチウム箔をアルミニウム等
の合金対象金属に圧着させ、この圧着物をリチウムの溶
融温度以上で保持して合金化させることを特徴としてい
る。
間押出し直後の活性の高いリチウム箔をアルミニウム等
の合金対象金属に圧着させ、この圧着物をリチウムの溶
融温度以上で保持して合金化させることを特徴としてい
る。
すなわち、この発明においては、活性の高いリチウム箔
を合金化対象金属に圧着することによって接触面積を十
分確保し、この状態においてリチウムの溶融温度以上に
保持する構成としたので、合金化対象金属に対するリチ
ウムの拡散が短時間に進行することにより所望とするリ
チウム合金が短時間で容易にに形成されるものと解され
る。
を合金化対象金属に圧着することによって接触面積を十
分確保し、この状態においてリチウムの溶融温度以上に
保持する構成としたので、合金化対象金属に対するリチ
ウムの拡散が短時間に進行することにより所望とするリ
チウム合金が短時間で容易にに形成されるものと解され
る。
また、この方法によれば、リチウム箔と合金化対象金属
箔の厚さを調整することにより、リチウム合金層と合金
化対象金属層の二層からなる箔が得られるので、合金化
対象金属層にリチウム合金層の強度的な支持材としての
役割を果たさせることも可能である。
箔の厚さを調整することにより、リチウム合金層と合金
化対象金属層の二層からなる箔が得られるので、合金化
対象金属層にリチウム合金層の強度的な支持材としての
役割を果たさせることも可能である。
ところで、よく知られるようにリチウム金属の負極は充
放電を繰り返すにしたがってデンドライドと称する針状
の結晶を負極の表面上に形成し、それが成長することに
よって正負極間を連絡させ、電池の短絡を誘引して電池
寿命（サイクル回数）を縮める結果を招く難点があっ
た。そのため、このデンドライドの発生の防止、または
成長を緩やかにさせるための試みがなされ、種々の組み
合わせ、成分比のリチウム合金について試験がなされて
おり、たとえば、リチウムアルミニウム合金において
は、リチウムとアルミニウムの体積成分比が約１：１の
通常β相と称される金属間化合物（ＬｉＡｌ）が比較的
有効とされており、このβ相を保持した板、箔の要求が
強いが、この発明の製造方法に基いて製造されたリチウ
ムアルミニウム合金においては、このβ相の特性を示す
層を保持した板、箔を簡単に得ることができる。
放電を繰り返すにしたがってデンドライドと称する針状
の結晶を負極の表面上に形成し、それが成長することに
よって正負極間を連絡させ、電池の短絡を誘引して電池
寿命（サイクル回数）を縮める結果を招く難点があっ
た。そのため、このデンドライドの発生の防止、または
成長を緩やかにさせるための試みがなされ、種々の組み
合わせ、成分比のリチウム合金について試験がなされて
おり、たとえば、リチウムアルミニウム合金において
は、リチウムとアルミニウムの体積成分比が約１：１の
通常β相と称される金属間化合物（ＬｉＡｌ）が比較的
有効とされており、このβ相を保持した板、箔の要求が
強いが、この発明の製造方法に基いて製造されたリチウ
ムアルミニウム合金においては、このβ相の特性を示す
層を保持した板、箔を簡単に得ることができる。
合金化対象金属の形状は、ホイルの形状になっておれ
ば、表面をエッチング処理したもの、エンボス処理した
もの、メッシュのように加工したもの等、リチウム二次
電池用合金電極として使用しやすい各種形態を選ぶこと
ができる。
ば、表面をエッチング処理したもの、エンボス処理した
もの、メッシュのように加工したもの等、リチウム二次
電池用合金電極として使用しやすい各種形態を選ぶこと
ができる。
［作用］ この発明に係るリチウム二次電池用リチウム合金の製造
方法においては、上述のように活性の高いリチウム箔を
合金化対象金属に圧着させ、この圧着物をリチウムの溶
融温度以上で保持するだけで所望とするリチウム合金を
製造し得たもので、作業性、生産性が良好で、コスト的
にも格段の優位性を示した。
方法においては、上述のように活性の高いリチウム箔を
合金化対象金属に圧着させ、この圧着物をリチウムの溶
融温度以上で保持するだけで所望とするリチウム合金を
製造し得たもので、作業性、生産性が良好で、コスト的
にも格段の優位性を示した。
［実施例］ 実施例１ 表面の酸化アルミニウム膜を除去した厚さ３００μのア
ルミニウム箔をアルゴンを充満させた作業室内に入れ、
厚さ１００μのリチウム箔を成形後直ちにこのアルミニ
ウム箔に張り合わせ、圧延機にて剥がれの無いように十
分圧着して、サンプルＡとサンプルＢの二種類のサンプ
ルを得た。その後、電熱器に乗せ、サンプルＡは２５０
℃で、サンプルＢは３００℃で保持したところ、約５秒
後にリチウムがアルミニウム中へ拡散してリチウム合金
層とそれを支持するアルミニウム層の二層状の合金が得
られた。
ルミニウム箔をアルゴンを充満させた作業室内に入れ、
厚さ１００μのリチウム箔を成形後直ちにこのアルミニ
ウム箔に張り合わせ、圧延機にて剥がれの無いように十
分圧着して、サンプルＡとサンプルＢの二種類のサンプ
ルを得た。その後、電熱器に乗せ、サンプルＡは２５０
℃で、サンプルＢは３００℃で保持したところ、約５秒
後にリチウムがアルミニウム中へ拡散してリチウム合金
層とそれを支持するアルミニウム層の二層状の合金が得
られた。
冷却後プレス加工を加え、変形を修正してホイル状の合
金箔とした。
金箔とした。
念の為、得られたリチウム合金層とリチウム金属との電
位差をＬｉＣｌＯ４を溶解させた電解液中で測定したと
ころ、リチウムに比べ、サンプルＡで３５６ｍＶ、サン
プルＢで３８６ｍＶ低い値を示した。これは、ＬｉＡｌ
合金の組成と電極電位の関係から、リチウムとアルミニ
ウムが原子比で約１：１のβ相を形成していると考えら
れる。
位差をＬｉＣｌＯ４を溶解させた電解液中で測定したと
ころ、リチウムに比べ、サンプルＡで３５６ｍＶ、サン
プルＢで３８６ｍＶ低い値を示した。これは、ＬｉＡｌ
合金の組成と電極電位の関係から、リチウムとアルミニ
ウムが原子比で約１：１のβ相を形成していると考えら
れる。
実施例２ 表面の酸化アルミニウム膜を除去した線径０．３mmのア
ルミニウムメッシュをアルゴンを充満させた作業室内に
入れ、厚さ７０μのリチウム箔を成形後直ちにこのアル
ミニウムメッシュに張り合わせ、圧延機にて剥がれの無
いように十分圧着した後、電熱器に乗せて３００℃に保
持したところ、リチウムがアルミニウム側へ含浸し、さ
らにアルミニウム中へ拡散して芯にアルミニウムが残
り、その周辺がリチウム合金層を持つメッシュ形状の合
金が得られた。リチウム合金層の電位を測定したとこ
ろ、実施例１と同様の結果が得られていた。
ルミニウムメッシュをアルゴンを充満させた作業室内に
入れ、厚さ７０μのリチウム箔を成形後直ちにこのアル
ミニウムメッシュに張り合わせ、圧延機にて剥がれの無
いように十分圧着した後、電熱器に乗せて３００℃に保
持したところ、リチウムがアルミニウム側へ含浸し、さ
らにアルミニウム中へ拡散して芯にアルミニウムが残
り、その周辺がリチウム合金層を持つメッシュ形状の合
金が得られた。リチウム合金層の電位を測定したとこ
ろ、実施例１と同様の結果が得られていた。
［発明の効果］ 以上の通り、この発明に係るリチウム二次電池用リチウ
ム合金の製造方法は、圧着下における加熱という生産管
理のし易い方式においてリチウム合金を製造するもので
あり、従来の冶金的方法、電気化学的方法に比し、作業
性、安全性に富むのはもちろん、簡単かつ短時間に所望
とするリチウム合金を製造できるものであり、生産性に
富んでおり、コスト面においても格段の優位性を示すな
ど、リチウム二次電池用リチウム合金を工業生産する製
造方法として最適のものを提供し得たのである。
ム合金の製造方法は、圧着下における加熱という生産管
理のし易い方式においてリチウム合金を製造するもので
あり、従来の冶金的方法、電気化学的方法に比し、作業
性、安全性に富むのはもちろん、簡単かつ短時間に所望
とするリチウム合金を製造できるものであり、生産性に
富んでおり、コスト面においても格段の優位性を示すな
ど、リチウム二次電池用リチウム合金を工業生産する製
造方法として最適のものを提供し得たのである。
Claims (3)
- 【請求項１】不活性な雰囲気中で冷間押出し直後の活性
の高いリチウム箔をアルミニウムなどの合金化対象金属
に圧着させ、この圧着物をリチウムの溶融温度以上、合
金化対象金属の融点以下で保持して合金化させることを
特徴とするリチウム合金の製造方法。 - 【請求項２】合金化対象金属の形状がホイル、メッシュ
等に加工が施されている請求項１記載のリチウム合金の
製造方法。 - 【請求項３】合金化対象金属の表面がエッチング処理、
エンボス処理等の表面処理が施されている請求項１記載
のリチウム合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1134123A JPH0611887B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | リチウム合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1134123A JPH0611887B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | リチウム合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02310327A JPH02310327A (ja) | 1990-12-26 |
| JPH0611887B2 true JPH0611887B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=15121003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1134123A Expired - Lifetime JPH0611887B2 (ja) | 1989-05-25 | 1989-05-25 | リチウム合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0611887B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102013201853A1 (de) * | 2013-02-05 | 2014-08-07 | Robert Bosch Gmbh | Elektrode für ein galvanisches Element und Verfahren zur Herstellung der Elektrode |
| US20210104774A1 (en) * | 2018-02-01 | 2021-04-08 | Honda Motor Co., Ltd. | Solid-state battery and method for producing solid-state battery |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63157822A (ja) * | 1986-12-18 | 1988-06-30 | Bridgestone Corp | リチウム合金の製造方法 |
| JPS63317634A (ja) * | 1987-06-19 | 1988-12-26 | Bridgestone Corp | リチウム合金の製造方法 |
-
1989
- 1989-05-25 JP JP1134123A patent/JPH0611887B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02310327A (ja) | 1990-12-26 |
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