JPS58150272A - 有機電解質電池 - Google Patents
有機電解質電池Info
- Publication number
- JPS58150272A JPS58150272A JP3369082A JP3369082A JPS58150272A JP S58150272 A JPS58150272 A JP S58150272A JP 3369082 A JP3369082 A JP 3369082A JP 3369082 A JP3369082 A JP 3369082A JP S58150272 A JPS58150272 A JP S58150272A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- active material
- layer
- cupric oxide
- iron sulfide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
極活物質として鉄の硫化物と酸化第二銅とを用いる有機
電解質電池の改良に係り、特に放電末期における閉路電
圧の向上をはかることを目的とする。
電解質電池の改良に係り、特に放電末期における閉路電
圧の向上をはかることを目的とする。
正極活物質として鉄の硫化物や酸化第二銅を用いる有機
電解質電池は、二酸化マンガンやフツ化炭素を正極活物
質として用いる有機電解質電池に比べて、単位体積あた
りの電気容址が大きく、また放電電圧が約１，５ｖで一
般市販のルクランシエ電池や酸化銀電池と互換性を有す
るという特徴があり、電気容址の大きい高エネルギー密
度電池としてその発展が期待されている。
電解質電池は、二酸化マンガンやフツ化炭素を正極活物
質として用いる有機電解質電池に比べて、単位体積あた
りの電気容址が大きく、また放電電圧が約１，５ｖで一
般市販のルクランシエ電池や酸化銀電池と互換性を有す
るという特徴があり、電気容址の大きい高エネルギー密
度電池としてその発展が期待されている。
しかしながら、鉄の硫化物を正極活物質として用いた場
合は、放電生成物が正極に蓄積して正極を膨潤させ体積
増加を引き起して電池にふくれが生じ電池使用機器を破
損するなどの問題があり、また酸化第二銅を正極活物質
として用いた場合は放電反応が２段になり放電電圧が平
担性に欠けるなどの欠点があるため、前記のような長所
は認めながらも、充分に活用されるまでにはいたらなか
った。
合は、放電生成物が正極に蓄積して正極を膨潤させ体積
増加を引き起して電池にふくれが生じ電池使用機器を破
損するなどの問題があり、また酸化第二銅を正極活物質
として用いた場合は放電反応が２段になり放電電圧が平
担性に欠けるなどの欠点があるため、前記のような長所
は認めながらも、充分に活用されるまでにはいたらなか
った。
そのため、本発明者らは鉄の硫化物や酸化第二銅の長所
を生かしつつ、それらの欠点を解消した電池を得るべく
鋭意研究を重ね、それら鉄の硫化物と酸化第二銅とを混
合して正極活物質として用いることにより、放電電圧が
平担で、かつ放電に伴なう電池ふくれが少なく、しかも
それらをそれぞれ単独で用いた場合のいずれよりも放電
容量が大きい有機電解質電池が得られることを見出し、
それについて既に特許出願をしたが、さらに研究を重ね
た結果、鉄の硫化物と酸化第二銅とをそれぞれ単独で正
極活物質とする正極合剤を調製して加圧成形し、鉄の硫
化物を正極活物質とする層と酸化第二銅を正極活物質と
する層との２層構造の正極にし、酸化第二銅を正極活物
質とする層をセパレータ側に、鉄の硫化物を正極活物質
とする層を正極缶の缶底側に配するときは、鉄の硫化物
と酸化第二銅どの混合物を正極活物質として用いた場合
の特徴をすべて備えながら、放電末期における閉路電圧
が上記混合物を用いる場合よりもさらに高くなることを
見出し、本発明を完成するにいたった。
を生かしつつ、それらの欠点を解消した電池を得るべく
鋭意研究を重ね、それら鉄の硫化物と酸化第二銅とを混
合して正極活物質として用いることにより、放電電圧が
平担で、かつ放電に伴なう電池ふくれが少なく、しかも
それらをそれぞれ単独で用いた場合のいずれよりも放電
容量が大きい有機電解質電池が得られることを見出し、
それについて既に特許出願をしたが、さらに研究を重ね
た結果、鉄の硫化物と酸化第二銅とをそれぞれ単独で正
極活物質とする正極合剤を調製して加圧成形し、鉄の硫
化物を正極活物質とする層と酸化第二銅を正極活物質と
する層との２層構造の正極にし、酸化第二銅を正極活物
質とする層をセパレータ側に、鉄の硫化物を正極活物質
とする層を正極缶の缶底側に配するときは、鉄の硫化物
と酸化第二銅どの混合物を正極活物質として用いた場合
の特徴をすべて備えながら、放電末期における閉路電圧
が上記混合物を用いる場合よりもさらに高くなることを
見出し、本発明を完成するにいたった。
正極を鉄の硫化物を正極活物質とする層と酸化第二銅を
正極活物質とする層との２層構造にし、酸化第二銅を正
極活物質とする層をセパレータ側に配することによって
、それらの混合物を正極活物質として用いる場合よりも
、放電末期における閉路電圧が高くなる理由は、現在の
ところ必ずしも明確ではないが、セパレータ側すなわち
負極に対向する側に配した酸化第二銅が正極缶缶底側の
鉄の硫化物より優先的に放電して、電導性の良好な金属
鋼が生成するので界面の電導性が改良されて放電反応が
スムーズに進行するようになるためであると考えられる
。
正極活物質とする層との２層構造にし、酸化第二銅を正
極活物質とする層をセパレータ側に配することによって
、それらの混合物を正極活物質として用いる場合よりも
、放電末期における閉路電圧が高くなる理由は、現在の
ところ必ずしも明確ではないが、セパレータ側すなわち
負極に対向する側に配した酸化第二銅が正極缶缶底側の
鉄の硫化物より優先的に放電して、電導性の良好な金属
鋼が生成するので界面の電導性が改良されて放電反応が
スムーズに進行するようになるためであると考えられる
。
本発明において鉄の硫化物としては、たとえば硫化第一
鉄（ＦｅＳ）、硫化第二鉄（Ｆｅ２ｓ３）、二硫化鉄（
ＦｅＳ２）などが用いられ、また一般に硫化第一鉄とし
て市販されているような一般式ＦｅｘＳで表わすときＸ
が１より若干小さいものもＦｅＳ同様に使用することが
できる。また電解液としては、たとえばプロピレンカー
ボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、
１，２−ジメトキシエタン、ジオキソランなどの単独ま
たは２種以上の混合溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ
化リチウムなどの電解質を溶解させたものが好ましく使
用される。
鉄（ＦｅＳ）、硫化第二鉄（Ｆｅ２ｓ３）、二硫化鉄（
ＦｅＳ２）などが用いられ、また一般に硫化第一鉄とし
て市販されているような一般式ＦｅｘＳで表わすときＸ
が１より若干小さいものもＦｅＳ同様に使用することが
できる。また電解液としては、たとえばプロピレンカー
ボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、
１，２−ジメトキシエタン、ジオキソランなどの単独ま
たは２種以上の混合溶媒に過塩素酸リチウム、ホウフッ
化リチウムなどの電解質を溶解させたものが好ましく使
用される。
鉄の硫化物と酸化第二銅との使用割合としては、どのよ
うな特性をより多くもたせようとするかによっても異な
るが、通常は鉄の硫化物が５０〜８０％（重量％、以下
同様）、酸化第二銅が５０〜２０％の範囲、特に鉄の硫
化物が５０〜７５％で酸化第二銅が５０〜２５係の範囲
が好ましい。
うな特性をより多くもたせようとするかによっても異な
るが、通常は鉄の硫化物が５０〜８０％（重量％、以下
同様）、酸化第二銅が５０〜２０％の範囲、特に鉄の硫
化物が５０〜７５％で酸化第二銅が５０〜２５係の範囲
が好ましい。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図は本発明の有機電解質電池を示す断面図であり、
（１）は正極で、この正極（１）は鉄の硫化物を正極活
物質とする層（１ａ）と酸化第二銅を正極活物質とする
層（１ｂ）からなり、後者の酸化第二銅を正極活物質と
する層（１ｂ）はセパレータ（２）側に、前者の鉄の硫
化物を正極活物質とする層（１ａ）は正極缶（３）の缶
底側に配置されている。（４）は正極（１）を補強する
ステンレス鋼製の環状台座であり、セパレータ（２）は
ポリプロピレン不織布からなり、正極缶（３）は外面に
ニッケルメッキを施した鉄製である。（５）ハニッケル
ーステンレス鋼クラッド板製の負極缶で、この負極缶（
５）の内面にステンレス鋼製網（６）がスポット溶接さ
れ、円板状のリチウムが圧着されて負極（７）が構成さ
れている。そして（８）はポリプロピレン製の環状ガス
ケットである。
（１）は正極で、この正極（１）は鉄の硫化物を正極活
物質とする層（１ａ）と酸化第二銅を正極活物質とする
層（１ｂ）からなり、後者の酸化第二銅を正極活物質と
する層（１ｂ）はセパレータ（２）側に、前者の鉄の硫
化物を正極活物質とする層（１ａ）は正極缶（３）の缶
底側に配置されている。（４）は正極（１）を補強する
ステンレス鋼製の環状台座であり、セパレータ（２）は
ポリプロピレン不織布からなり、正極缶（３）は外面に
ニッケルメッキを施した鉄製である。（５）ハニッケル
ーステンレス鋼クラッド板製の負極缶で、この負極缶（
５）の内面にステンレス鋼製網（６）がスポット溶接さ
れ、円板状のリチウムが圧着されて負極（７）が構成さ
れている。そして（８）はポリプロピレン製の環状ガス
ケットである。
上記のような２層構造の正極（１）はたとえば下記に示
すようにしてつくられる。まず金型に環状台座を第１図
に示す状態とは上下を反転させた状態で入れ、ついで酸
化第二銅を正極活物質とする顆粒状ないしは粉末状の正
極合剤を充填する。この正極合剤はたとえば酸化第二銅
８３部（重量部、以下同様）、アセチレンブラック１５
部およびポリテトラフルオルエチレン２部よりなる。上
記正極合剤の充填後、軽く加圧して、予備成形し、つぎ
に上記予備成形層上に鉄の硫化物を正極活物質とする顆
粒状ないしは粉末状の正極合剤を充填し、加圧して本成
形する。なお、後者の鉄の硫化物を正極活物質とする正
極合剤はたとえば二硫化鉄（ＦｅＳ２）８３部、アセチ
レンブラック１５部およびポリテトラフルオルエチレン
２部よりなる。
すようにしてつくられる。まず金型に環状台座を第１図
に示す状態とは上下を反転させた状態で入れ、ついで酸
化第二銅を正極活物質とする顆粒状ないしは粉末状の正
極合剤を充填する。この正極合剤はたとえば酸化第二銅
８３部（重量部、以下同様）、アセチレンブラック１５
部およびポリテトラフルオルエチレン２部よりなる。上
記正極合剤の充填後、軽く加圧して、予備成形し、つぎ
に上記予備成形層上に鉄の硫化物を正極活物質とする顆
粒状ないしは粉末状の正極合剤を充填し、加圧して本成
形する。なお、後者の鉄の硫化物を正極活物質とする正
極合剤はたとえば二硫化鉄（ＦｅＳ２）８３部、アセチ
レンブラック１５部およびポリテトラフルオルエチレン
２部よりなる。
上記のごとく正極（１）が２層構造で、かつ酸化第二銅
を正極活物質とする層（ｌｂ）をセパレータ（２）側に
配した電池Ａの２０°Ｃ１１５Ωで終止電圧１．２ｖま
で連続放電させたときの放電電気量と電池のふくれを第
４図に、また８０％放電時における一１０°Ｃ１負荷２
にΩで０．１秒間放電後の閉路電圧を第５図に示す。
を正極活物質とする層（ｌｂ）をセパレータ（２）側に
配した電池Ａの２０°Ｃ１１５Ωで終止電圧１．２ｖま
で連続放電させたときの放電電気量と電池のふくれを第
４図に、また８０％放電時における一１０°Ｃ１負荷２
にΩで０．１秒間放電後の閉路電圧を第５図に示す。
比較のため、第２図に示すように正極（１）が２層構造
で、二硫化鉄を正極活物質とする層（１ａ）をセパレー
タ（２）側に、酸化第二銅を正極活物質とする層（１ｂ
）を正極缶（３）の缶底側に配した電池Ｂおよび第８図
に示すように正極（１）が単層構造で、二硫化鉄と酸化
第二銅との混合物を正極活物質として用いた電池Ｃの放
電電気量と電池のふくれを第４図に、また、これら電池
ＢおよびＣの８０係放電時における一１０°Ｃ１負荷２
にΩで０，１秒放電後の閉路電圧を第５図に示す。
で、二硫化鉄を正極活物質とする層（１ａ）をセパレー
タ（２）側に、酸化第二銅を正極活物質とする層（１ｂ
）を正極缶（３）の缶底側に配した電池Ｂおよび第８図
に示すように正極（１）が単層構造で、二硫化鉄と酸化
第二銅との混合物を正極活物質として用いた電池Ｃの放
電電気量と電池のふくれを第４図に、また、これら電池
ＢおよびＣの８０係放電時における一１０°Ｃ１負荷２
にΩで０，１秒放電後の閉路電圧を第５図に示す。
いずれの電池においても、正極合剤組成は正極活物質８
８部、アセチレンブラック１５部およびポリテトラフル
オルエチレン２部よりなり、各電池は第１〜８図に示す
ような正極構造をとりながら正極活物質である二硫化鉄
（ＦｅＳ２）と酸化第二銅（ＣｕＯ）との使用比率を変
えている。そして、各電池の正極１個あたりの正極合剤
使用量は１４０岬で、負極は直径６．８朋、厚さ１．３
１１ｇのリチウム板よりなり、電解液はプロピレンカー
ボネートと１．８−ジオキソランとの容量比が１：ｌの
混合溶媒に過塩素酸リチウムを０．５モル／ｌの割合で
溶解させたもので、電池は直径９．５ ｍｍ、高さ３．
６１１Ｍである。
８部、アセチレンブラック１５部およびポリテトラフル
オルエチレン２部よりなり、各電池は第１〜８図に示す
ような正極構造をとりながら正極活物質である二硫化鉄
（ＦｅＳ２）と酸化第二銅（ＣｕＯ）との使用比率を変
えている。そして、各電池の正極１個あたりの正極合剤
使用量は１４０岬で、負極は直径６．８朋、厚さ１．３
１１ｇのリチウム板よりなり、電解液はプロピレンカー
ボネートと１．８−ジオキソランとの容量比が１：ｌの
混合溶媒に過塩素酸リチウムを０．５モル／ｌの割合で
溶解させたもので、電池は直径９．５ ｍｍ、高さ３．
６１１Ｍである。
第４図に示すように、本発明の電池Ａは二硫化鉄と酸化
第二銅を混合した電池Ｃの特徴を備えながら、第５図に
示すように電池Ｃより閉路電圧が高い。なお二硫化鉄を
正極活物質とする層目」）をセパレータ側に配した電池
Ｂは本発明の電池Ａより特性がすべて劣っている。
第二銅を混合した電池Ｃの特徴を備えながら、第５図に
示すように電池Ｃより閉路電圧が高い。なお二硫化鉄を
正極活物質とする層目」）をセパレータ側に配した電池
Ｂは本発明の電池Ａより特性がすべて劣っている。
第１図は本発明の有機電解質電池の一実施例を示す断面
図、第２図および第３図は本発明とは異なる構成の′有
機電解質電池の断面図である。第４図は第１〜３図に示
す電池の放″［を電気量と電池のふくれを二硫化鉄（Ｆ
ｅＳ２）と酸化第二銅（Ｃｕ Ｏ）の使用比率の変化と
ともに示す図であり、第５図は第１〜８図に示す電池の
閉路電圧を二硫化鉄と酸化第二銅の使用比率の変化とと
もに示す図である。 （１）・・・正極、（１ａ）・・・鉄の硫化物を正極活
物質とする層、（１ｂ）・・・酸化第二銅を正極活物質
とする層、（２）・・・セパレータ、（３）・・・正極
缶、（７）・・・負極特許出願人 日立マクセル株式
会社 ４ １ ２ ｊ
図、第２図および第３図は本発明とは異なる構成の′有
機電解質電池の断面図である。第４図は第１〜３図に示
す電池の放″［を電気量と電池のふくれを二硫化鉄（Ｆ
ｅＳ２）と酸化第二銅（Ｃｕ Ｏ）の使用比率の変化と
ともに示す図であり、第５図は第１〜８図に示す電池の
閉路電圧を二硫化鉄と酸化第二銅の使用比率の変化とと
もに示す図である。 （１）・・・正極、（１ａ）・・・鉄の硫化物を正極活
物質とする層、（１ｂ）・・・酸化第二銅を正極活物質
とする層、（２）・・・セパレータ、（３）・・・正極
缶、（７）・・・負極特許出願人 日立マクセル株式
会社 ４ １ ２ ｊ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、負極活物質としてリチウムを用い、正極活物質とし
て鉄の硫化物と酸化第二銅とを用いる有機電解質電池で
あって、正極を鉄の硫化物を正極活物質とする層と酸化
第二銅を正極活物質とする層との２層構造にし、酸化第
二銅を正極活物質とする層をセパレータ側に、鉄の硫化
物を正極活物質とする層を正極缶の缶底側に配したこと
を特徴とする有機電解質電池。 ２、鉄の硫化物と酸化第二銅との割合を鉄の硫化物が５
０〜７５重量％、酸化第二銅が５０〜２５重量％とした
特許請求の範囲第１項記載の有機電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3369082A JPS58150272A (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | 有機電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3369082A JPS58150272A (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | 有機電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58150272A true JPS58150272A (ja) | 1983-09-06 |
| JPH0410706B2 JPH0410706B2 (ja) | 1992-02-26 |
Family
ID=12393416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3369082A Granted JPS58150272A (ja) | 1982-03-02 | 1982-03-02 | 有機電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58150272A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320967A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
-
1982
- 1982-03-02 JP JP3369082A patent/JPS58150272A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0320967A (ja) * | 1989-06-15 | 1991-01-29 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0410706B2 (ja) | 1992-02-26 |
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