JPH0719595B2 - 非水系二次電池 - Google Patents

非水系二次電池

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JPH0719595B2
JPH0719595B2 JP62060343A JP6034387A JPH0719595B2 JP H0719595 B2 JPH0719595 B2 JP H0719595B2 JP 62060343 A JP62060343 A JP 62060343A JP 6034387 A JP6034387 A JP 6034387A JP H0719595 B2 JPH0719595 B2 JP H0719595B2
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Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は三酸化モリブデン、五酸化バナジウム、チタン
或いはニオブの硫化物などの再充電可能な活物質よりな
る正極と、リチウムを活物質とする負極とを備えた非水
系二次電池に関するものである。
（ロ）従来の技術 この種二次電池は放電時に負極活物質であるリチウムが
イオンとなって溶解し、充電時にその逆反応で負極上に
金属リチウムとして電析する反応であるが、電析リチウ
ムは樹枝状に成長する傾向があり最終的に正極に達して
内部短絡を引起すという問題がある。
このような不都合に対処するため、例えば特開昭52-542
3号公報に開示されているリチウム−アルミニウム合金
のようにリチウム合金を負極とすることが提案されてい
る。リチウムと合金を形成する金属としてはアルミニウ
ムの他にマグネシウム、亜鉛、スズ、鉛などが挙げられ
る。リチウム合金の利点は次述の如くである。即ち、リ
チウム単独の場合にはリチウムがイオンとなって溶出す
ると負極表面が凹凸状となり、その後の充電の際、リチ
ウムが凸部に集中的に電析して樹枝状に成長するのに対
し、リチウム−アルミニウム合金の場合には充電時にリ
チウムが負極の基体となるアルミニウムと合金を形成す
るように復元するためリチウムの樹枝状成長が抑制され
るためである。
ところがこれらの合金は一般にリチウム粉末とこのリチ
ウムと合金化する金属粉末とを混合したのち熱処理して
得られるものであってその結着性はそれほど強固ではな
い。従ってリチウム合金板を負極として渦巻電極体に適
用する場合、薄いシート状のリチウム合金負極を得るこ
とは困難である。
そこで本発明者等は負極としてリチウムと合金化する金
属板を一対のリチウム板で挾持したものを用いることを
提案した（特願昭61-85454号参照）。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 本発明はリチウムと合金化する金属板を一対のリチウム
板で挾持した構造の負極を基本とし、更に改良を加えて
サイクル特性を改善しようとするものである。
（ニ）問題点を解決するための手段 負極としてリチウムと合金化する金属板を該金属板より
寸法の小なる一対のリチウム板で挾持し周辺部に金属板
の露出部を形設したものを用いる。
（ホ）作用 リチウムと合金化する金属板を該金属板と同寸法の一対
のリチウム板で挾持すると、全面的にリチウム合金が形
成される。ここでリチウム合金はリチウムと合金化する
金属の単独の場合より機械的強度は弱いため、特に負極
の周辺部が崩れて脱落を生じることになる。
これに対して、周辺部にリチウムと合金化する金属板の
露出部を形設しておけば周辺部の崩れ脱落を抑制しう
る。尚、充放電サイクルの進行に伴い、周辺部における
金属板の露出部もリチウムと合金化されるが、初期時か
らリチウム合金である場合に比して脱落は生じがたい。
それ故、本発明によればサイクル特性に優れた薄いシー
ト状の負極を得ることができる。
（ヘ）実施例 以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。
負極（１）は第１図に示す如くアルミニウム板（２）
を、このアルミニウム板（２）より寸法の小なる一対の
リチウム板（３）（３）で挾持、圧着し、周辺部にアル
ミニウム板の露出部（２）′を形設したものである。
正極（４）は活物質としての二硫化チタンに、導電剤と
してのアセチレンブラック及び結着剤としてのフッ素樹
脂粉末を重量比で80:10:10の割合で混合したものを集電
体としてのステンレス製パンチング板を中央にしてロー
ラーにより圧延した後所定寸法に裁断したものである。
第２図は上記正負極を用いて組立てた円筒型非水系二次
電池を示し、負極（１）と正極（４）とをポリプロピレ
ン不織布よりなるセパレータ（５）を介して巻回した渦
巻電極体が負極端子兼用の外装罐（６）内に収納されて
いる。（７）は絶縁パッキング（８）を介して外装罐
（６）の開口部に装着されている正極端子兼用のキャッ
プである。そして負極（１）はリード板（９）を介して
外装罐（６）に接続され、又正極（４）はリード板（1
0）を介してキャップ（７）に接続されている。尚、電
解液としてはプロピレンカーボネートと1.2ジメトキシ
エタンとの等容積混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル
/l溶解したものに用いた。この本発明電池を（Ａ）とす
る。
尚、参考のためにアルミニウム板を、このアルミニウム
板と同寸法の一対のリチウム板で挾持した構造の負極を
用いることを除いて他は実施例と同様の参考電池（Ｂ）
を作成した。
更に、従来例としてリチウム板単独を負極に用いること
を除いて他は実施例と同様の従来電池（Ｃ）を作成し
た。
第３図はこれら電池の充放電サイクル特性図を示し、サ
イクル条件は充電電流50mAで充電終止電圧4.0V、放電電
流50mAで放電終止電圧1.5Vとした。
第３図より本発明電池（Ａ）は従来電池（Ｃ）に比して
充放電サイクル特性が飛躍的に向上しているのがわか
る。
この理由を考察するに、従来電池（Ｃ）の場合は負極が
リチウム単独で構成されているため薄いシート状にする
ことができ渦巻電極体を形成することができるものの冒
頭で述べたように電析リチウムが樹枝状に成長して内部
短絡を起すためである。
これに対して、本発明による負極は薄いシート状に形成
しうる一対のリチウム板によって、リチウムと同様に薄
いシート状に形成しうるリチウムと合金化する金属を挾
持した構造であるため薄いシート状の負極が得られ渦巻
電極体を形成できると共に、リチウム板とリチウムと合
金化する金属との接合面にリチウム合金が形成されるた
めリチウムの樹枝状成長が抑制されることに起因する。
又、本発明電池（Ａ）が参考電池（Ｂ）より充放電サイ
クル特性が改善されているのは、本発明電池に用いた負
極の周辺部にリチウムと合金化する金属板の露出部が形
設されているため負極周辺部の崩れによる脱落が抑制さ
れたことに起因する。
尚、リチウムと合金化する金属としては実施例で示した
アルミニウム以外にマグネシウム、亜鉛、スズ或いは鉛
なども用いることができる。
（ト）発明の効果 上述した如く、本発明によればリチウムを活物質とする
負極を用いた渦巻電極体を備える非水系二次電池の充放
電サイクル特性を飛躍的に改善することができるもので
あり、この種電池の用途拡大に資するところ極めて大で
ある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明電池に用いた一実施例における負極の要
部拡大斜視図、第２図は本発明電池の縦断面図、第３図
は電池の充放電サイクル特性図である。 （１）……負極、（２）……アルミニウム板、（３）…
…リチウム板、（４）……正極、（５）……セパレー
タ、（６）……外装罐、（７）……キャップ、（８）…
…絶縁パッキング、（９）（10）……リード板、（Ａ）
……本発明電池、（Ｂ）……参考電池、（Ｃ）……従来
電池。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】再充電可能な活物質よりなる正極と、リチ
    ウムを活物質とする負極とをセパレータを介して巻回し
    た渦巻電極体を備える電池において、前記負極としてリ
    チウムと合金化する金属板を該金属板より寸法の小なる
    一対のリチウム板で挾持し、周辺部に前記金属板の露出
    部を形設したものを用いることを特徴とする非水系二次
    電池。
  2. 【請求項２】リチウムと合金化する金属がアルミニウ
    ム、マグネシウム、亜鉛、スズ或いは鉛の群から選ばれ
    たものである特許請求の範囲第（１）項記載の非水系二
    次電池。
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