JPH1114769A - 太陽電池付き時計 - Google Patents

太陽電池付き時計

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JPH1114769A
JPH1114769A JP9165634A JP16563497A JPH1114769A JP H1114769 A JPH1114769 A JP H1114769A JP 9165634 A JP9165634 A JP 9165634A JP 16563497 A JP16563497 A JP 16563497A JP H1114769 A JPH1114769 A JP H1114769A
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JP
Japan
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secondary battery
negative electrode
positive electrode
battery
solid electrolyte
Prior art date
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Pending
Application number
JP9165634A
Other languages
English (en)
Inventor
Seiji Yoshimura
精司 吉村
Yoshinori Kida
佳典 喜田
Maruo Jinno
丸男 神野
Toshiyuki Noma
俊之 能間
Koji Nishio
晃治 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1114769A publication Critical patent/JPH1114769A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Electric Clocks (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 太陽電池と二次電池とを組み合わせて時計ム
ーブメントを動作させる太陽電池付き時計において、電
池全体としての容積が同じ二次電池を用いる場合におい
ても、この二次電池の内部における容積が大きくなって
十分なエネルギー密度が得られるようにし、太陽電池が
発電を行なわない暗い場所等においても長い間使用する
ことができ、また二次電池の厚みを薄くして、太陽電池
付き時計全体の厚みも薄くできるようにする。 【構成】 太陽電池1と二次電池2と時計ムーブメント
3とを備えた太陽電池付き時計において、上記の太陽電
池1と二次電池2との間に時計ムーブメント3を挟み込
むようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、太陽電池と二次
電池と時計ムーブメントとを備えた太陽電池付き時計に
係り、特に、上記の二次電池におけるエネルギー密度を
向上させて、厚みを薄くした場合においても十分な保存
特性が得られる太陽電池付き時計に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、腕時計等の時計において、そ
の時計ムーブメントを動作させる電源に太陽電池を用い
た太陽電池付き時計が知られており、このような太陽電
池付き時計において、単に太陽電池によって発電された
電力だけで時計ムーブメントを動作させるようにした場
合、暗い場所等においては時計が止まってしまうため、
太陽電池と二次電池とを組み合わせ、太陽電池によって
発電された電力を二次電池に充電させ、暗い場所等にお
いては、この二次電池によって時計ムーブメントを動作
させるようにしたものが開発された。
【0003】ここで、このように太陽電池と二次電池と
を組み合わせて時計ムーブメントを動作させる太陽電池
付き時計においては、一般に、図1に示すように、文字
盤等に用いられる太陽電池1の裏面側に時計ムーブメン
ト3を設け、この時計ムーブメント3の一部に二次電池
2を組み込むようにしていた。
【0004】しかし、このように二次電池2を時計ムー
ブメント3の一部に組み込む場合、この二次電池2の厚
みがある程度厚くなる一方、この二次電池2の径が小さ
くなり、この二次電池2の内部において正極材料や負極
材料を収容させる容積が小さくなった。
【0005】このため、この二次電池2のエネルギー密
度が低くくなって十分な充放電容量が得られず、この太
陽電池付き時計を暗い場所等に長く放置しておくと、時
計が止まってしまうという問題があり、また二次電池2
が十分な充放電容量を持つようにするためには、二次電
池2の厚みをさらに厚くすることが必要になり、太陽電
池付き時計全体の厚みが厚くなってしまうという問題が
あった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、太陽電池
と二次電池とを組み合わせて時計ムーブメントを動作さ
せるようにした太陽電池付き時計における上記のような
問題を解決することを課題とするものであり、電池全体
としての容積が同じ二次電池を用いる場合であっても、
この二次電池の内部における容積を大きくして、正極材
料や負極材料を十分に収容させることができて、十分な
エネルギー密度が得られるようにし、太陽電池が発電を
行なわない暗い場所等においても長い間使用することが
でき、またこの二次電池の厚みを薄くして、太陽電池付
き時計全体の厚みも薄くできるようにすることを課題と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1にお
ける太陽電池付き時計においては、上記のような課題を
解決するため、太陽電池と二次電池と時計ムーブメント
とを備えた太陽電池付き時計において、上記の太陽電池
と二次電池との間に時計ムーブメントを挟み込むように
したのである。
【0008】ここで、この請求項1における太陽電池付
き時計においては、上記のように太陽電池と二次電池と
の間に時計ムーブメントを挟み込むようにしたため、上
記の二次電池における面積を太陽電池の面積と同程度に
することができ、この二次電池における径を大きくする
ことができる。
【0009】そして、このように二次電池における径を
大きくすると、従来のように時計ムーブメントの一部に
組み込む二次電池と同じ容積であっても、その周囲に設
ける封口部分の容積を減少させることができ、この二次
電池の内部の容積が増加し、この二次電池の内部に正極
材料や負極材料を従来の場合よりも多く収容できるよう
になり、二次電池におけるエネルギー密度が向上する。
【0010】また、このように二次電池におけるエネル
ギー密度が向上すると、この二次電池における充放電容
量が高まり、太陽電池によってこの二次電池を十分に充
電させた場合には、この二次電池によって時計ムーブメ
ントを長い間動作できるようになる。
【0011】ここで、上記の二次電池としては、従来よ
り一般に使用されている各種の二次電池を用いることが
できるが、この二次電池の厚みを薄くするため、扁平な
形状に形成された固体電解質二次電池を用いることが好
ましく、特に、その厚みを薄くした場合においても十分
な充放電容量が得られるようにするため、活物質にリチ
ウムを用いた固体電解質二次電池を用いることが好まし
い。
【0012】また、この固体電解質二次電池の厚みが厚
くなると、この固体電解質二次電池の周囲を封口する場
合に、この封口部分の面積が大きくなり、この封口部分
から水分が固体電解質二次電池内に侵入しやすくなっ
て、この固体電解質二次電池における保存特性が低下す
るため、この固体電解質二次電池の厚みを2.5mm以
下になるようにすることが好ましい。
【0013】ここで、このような固体電解質二次電池に
おいて、その正極を構成する正極材料としては、例え
ば、二酸化マンガン、リチウム含有マンガン酸化物、リ
チウム含有コバルト酸化物、リチウム含有バナジウム酸
化物、リチウム含有ニッケル酸化物、リチウム含有鉄酸
化物、リチウム含有クロム酸化物、リチウム含有チタン
酸化物等を使用することができる。
【0014】また、その負極を構成する負極材料として
は、例えば、金属リチウム、リチウム合金、リチウムイ
オンの吸蔵,放出が可能な黒鉛,コークス,有機物焼成
体等の炭素材料、SnO2 ,SnO,TiO2 ,Nb2
3 等の電位が正極材料よりも低い金属酸化物等を使用
することができる。
【0015】また、固体電解質としては、例えば、ポリ
エチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチ
レンオキシド誘導体等の高分子材料にリチウム塩を含有
させたものや、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水
電解液をポリアクリロニトリルやポリメタクリル酸メチ
ル等に含浸させたゲル状のもの等を使用することができ
る。
【0016】また、上記の高分子材料や非水電解液に用
いるリチウム塩としては、例えば、トリフルオロメタン
スルホン酸リチウム、リチウムトリフルオロメタンスル
ホン酸イミド、リチウムトリフルオロメタンスルホン酸
メチド、ヘキサフルオロリン酸リチウム、ヘキサフルオ
ロヒ酸リウチム、テトラフルオロホウ酸リチウム等を使
用することができる。
【0017】また、上記の非水電解液に用いる有機溶媒
としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレン
カーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボ
ネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネ
ート、1,2−ジメトキシエタン、1,3−ジオキソラ
ン、テトラヒドロフラン等を使用することができる。
【0018】
【実施例】以下、この発明の実施例に係る太陽電池付き
時計について具体的に説明すると共に、比較例を挙げ、
この実施例に示す太陽電池付き時計においては、使用す
る二次電池のエネルギー密度が向上することを明らかに
する。
【0019】(実施例1)この実施例においては、図2
に示すように、文字盤等に使用する平坦な太陽電池1と
扁平なコイン型になった二次電池2との間に時計ムーブ
メント3を挟み込むようにした。
【0020】ここで、この実施例における太陽電池付き
時計においては、上記の二次電池2として、下記のよう
にして作製した正極と負極と固体電解質とを用いた固体
電解質二次電池を用いるようにした。
【0021】[正極の作製]正極材料としてLiCoO
2 を使用し、このLiCoO2 と、導電剤である人造黒
鉛と、結着剤であるポリテトラフルオロエチレンとを8
0:15:5の重量比で混合させて正極合剤を調製し、
この正極合剤を用いて直径が14mm,厚みが0.5m
mの円板状になった正極を作製した。
【0022】[負極の作製]負極材料として黒鉛粉末を
使用し、この黒鉛粉末と結着剤であるポリテトラフルオ
ロエチレンとを90:10の重量比で混合させた負極合
剤を調製し、この負極合剤を用いて直径が14mm,厚
みが0.5mmの円板状になった負極を作製した。
【0023】[固体電解質の作製]溶融させたポリエチ
レンオキシドを1kgに対してLiCF3 SO3 が1m
olの割合になるように混合させ、これを硬化させて直
径が14mm,厚みが10μmになった固体電解質を作
製した。
【0024】[電池の作製]電池を作製するにあたって
は、図2に示すように、上記の正極21を直径が20m
m,厚みが10μmの円板状になったSUS製の正極缶
22に取り付ける一方、上記の負極23を直径が20m
m,厚みが10μmの円板状になったSUS製の負極缶
24に取り付け、この正極21と負極22との間に上記
の固体電解質25を挟み込むようにし、その周囲を覆う
ようにしてポリプロピレンからなる絶縁パッキン26を
正極缶22と負極缶24との間に設け、ヒータによる加
熱によってこの絶縁パッキン26を正極缶22と負極缶
24とに溶着させて固体電解質二次電池を作製し、この
絶縁パッキン26により正極缶22と負極缶24とを電
気的に絶縁させると共に、この固体電解質二次電池を封
口させた。
【0025】(比較例1)この比較例においては、図3
に示すように、図1に示した従来の太陽電池付き時計と
同様に、二次電池2を時計ムーブメント3の一部に組み
込むようにした。
【0026】ここで、この比較例における太陽電池付き
時計においては、上記の二次電池2として、上記の実施
例1における二次電池2とその径と厚みだけを変更さ
せ、この二次電池2全体としての容積は実施例1におけ
る二次電池2とほぼ同じになるようにした。
【0027】ここで、この比較例においては、上記の実
施例1の場合と同じ正極合剤を用いて直径が8mm,厚
みが1.5mmの円板状になった正極を作製すると共
に、実施例1の場合と同じ負極合剤を用いて直径が8m
m、厚みが1.5mmになった負極を作製し、さらに実
施例1の場合と同じ固体電解質を用いて直径が8mm、
厚みが10μmになった固体電解質を作製した。
【0028】そして、この比較例においては、図3に示
すように、上記の正極21を直径が14mm,厚みが1
0μmの円板状になったSUS製の正極缶22に取り付
ける一方、上記の負極23を直径が14mm,厚みが1
0μmの円板状になったSUS製の負極缶24に取り付
け、この正極21と負極22との間に上記の固体電解質
25を挟み込むようにし、それ以外については、上記の
実施例1の場合と同様にして固体電解質二次電池を作製
した。
【0029】ここで、上記の実施例1及び比較例1にお
いて作製した各固体電解質二次電池を比較すると、比較
例1においては固体電解質二次電池を封口する絶縁パッ
キン26の容積が大きくなって、正極21や負極22を
収容させる電池の内部容積が小さくなり、エネルギー密
度を比較すると、実施例1において用いる固体電解質二
次電池においては150Wh/lであったのに対し、比
較例1において用いる固体電解質二次電池においては1
00Wh/lであり、電池全体の容積はほぼ同じである
にも拘らず、そのエネルギー密度が実施例1のものは比
較例1のものに比べて1.5倍になっていた。
【0030】このため、上記の各固体電解質二次電池を
使用した実施例1及び比較例1の各太陽電池付き時計に
おいて、上記の太陽電池1によりそれぞれ二次電池2を
十分に充電させた場合、実施例1の方がこの二次電池2
からの放電によって時計が長時間動作するようになっ
た。
【0031】(実験例1〜4)この実験例においては、
上記の実施例1における二次電池の作製において、その
正極21と負極23の厚みだけを変更させて、電池全体
の厚みが下記の表1に示すように、3mm,2.5m
m,2mm,1mmになった各固体電解質二次電池を作
製した。
【0032】そして、これらの各固体電解質二次電池
を、それぞれ充電電流1mAで充電終止電圧4.2Vま
で充電を行ない、このように充電させた当初の各固体電
解質二次電池をそれぞれ放電電流1mAで放電終止電圧
3.0Vまで放電を行なって各固体電解質二次電池にお
ける充電当初の放電容量Q0 を測定すると共に、上記の
ように充電させた各固体電解質二次電池を60℃の雰囲
気下で2ヶ月間放置した後、同じ条件で放電を行なって
各固体電解質二次電池における放置後の放電容量Q1
測定し、保存後における各固体電解質二次電池の劣化率
を下記の式によって求め、その結果を下記の表1に合わ
せて示した。 劣化率(%)=(Q0 −Q1 )÷Q0 ×100
【0033】
【表1】
【0034】この結果から明らかなように、電池全体の
厚みが2.5mm以下になった実験例2〜4の各固体電
解質二次電池は、電池全体の厚みが3mmになった実験
例1の固体電解質二次電池に比べ、高温で保存した場合
の劣化率が低くなっていた。これは、前記のように電池
全体の厚みが大きくなると、この固体電解質二次電池の
周囲を封口する前記の絶縁パッキン26の面積が大きく
なり、この絶縁パッキン26の部分から水分が次第に固
体電解質二次電池内に侵入したためであると考えられ
る。
【0035】
【発明の効果】以上詳述したように、この発明の太陽電
池付き時計においては、太陽電池と二次電池との間に時
計ムーブメントを挟み込むようにしたため、二次電池を
時計ムーブメントの一部に組み込む場合に比べて、この
二次電池の径を大きくすることができ、これにより二次
電池の容積が従来の二次電池と同じであっても、その周
囲に設ける封口部の容積が減少して、この二次電池の内
部の容積が増加し、この二次電池内に正極材料や負極材
料を多く収容させることができて、二次電池におけるエ
ネルギー密度が向上した。
【0036】この結果、この発明の太陽電池付き時計に
おいては、その二次電池における充放電容量が多くなっ
て、太陽電池によりこの二次電池を十分に充電させた場
合には、この二次電池により時計ムーブメントを長い間
動作させることができ、暗い場所等に放置した場合にも
時計が止まるということが少なく、またこの二次電池の
厚みを薄くすることにより薄い太陽電池付き時計が得ら
れるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の太陽電池付き時計の平面説明図である。
【図2】この発明の実施例1に係る太陽電池付き時計の
概略説明図である。
【図3】比較例1に係る太陽電池付き時計の概略説明図
である。
【符号の説明】
1 太陽電池 2 二次電池 3 時計ムーブメント
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 能間 俊之 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 (72)発明者 西尾 晃治 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 太陽電池と二次電池と時計ムーブメント
    とを備えた太陽電池付き時計において、上記の太陽電池
    と二次電池との間に時計ムーブメントが挟み込まれてな
    ることを特徴とする太陽電池付き時計。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載した太陽電池付き時計に
    おいて、上記の二次電池が固体電解質二次電池であるこ
    とを特徴とする太陽電池付き時計。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載した太陽電池付き時計に
    おいて、上記の固体電解質二次電池における活物質にリ
    チウムが用いられ、この固体電解質二次電池の厚みが
    2.5mm以下であることを特徴とする太陽電池付き時
    計。
JP9165634A 1997-06-23 1997-06-23 太陽電池付き時計 Pending JPH1114769A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010073332A1 (ja) * 2008-12-25 2010-07-01 トヨタ自動車株式会社 リチウム空気電池

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