JPS5868871A - 非水電解液電池 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は非水電解液電池に関１するものである。

この棹電池［ＩＪチウム、ナトリウム等の軽金属を負極
活物質とし、金楓の酸化物、硫化物、ハロゲン化物等を
正極活物質さし、プロピレンカーボネイト、γ−ブチル
ラクトン、ジメトキシエタンた非水系の電解液を用いる
ものであり、高エネルギー密度を有すること、自己放電
率が低いことおよび広い温度範囲で使用しうることなど
数多くの利点を有する。

そして、リチウムを負極活物質どし、フッ化炭素或いは
二酸化マンガンを正極活物質とする５■系σ）非水電解
液電池り既に実用化さねている。

一方、正極活物質と［７て酸化銅（ＣｕＯ）、酸化ビス
マス（Ｂｉｂ、）、四三酸化鉛（ｐｂ、Ｏ，）、個什Ｖ
ノ（Ｆθ８χ二硫化鉄（ＴＩ”ｅＳ、、、順を用いわｋ
ｉ’　＋　、５ｖ糸の非水υ丁、解液電池が毛皮される
ため既存の銀電池、水釧↑ｈ池傳に代替しつる。慣“に
１．５■糸の正極Ｙ古９勿個のう（）、二佛化鉄は他の
活物Ｔｆに１トシて安価て゛あること、容量が大で府る
こと等優位な、もものである。

本発明者舛け−Ｆ記観点から止棒活物ａとして二硫化鉄
を用いる非水電解液電池にイキ目し神々実験検討した結
果、二硫化鉄としてＩＩ＋′＾酸化物、数ハロゲン物、
水酸化鉄或いは鉄酸累酸ル若しくはそれらの混合物を酸
素不存在下の硫化水素π囲気中において加熱反応σせて
’１４４た合成二硫化鉄（Ｉ７ＪＴＩいることにより、
天然の二値、化鉄全活物質とする智１合に比して電池特
性が同上することを見出１．ｉ０木発明は上記事実に基
づきなさ、ｆ＋たものである。

以下本発明の実姉例について詳述する。

正極活物質の作製； 市販の塩化第一鉄（Ｆｅｎｘ、ｅ　ｎＨ２Ｏ）を２ト１
ｆ）０℃の温度で２〜５時間真空乾燥して後、反応管内
に入れる。ついでこの反応管内に不活性ガス（例えばア
ルゴンガス）全油スして空気と置換する。反応管ｐａ　
７＋、；十分不活性カスとｔｔ換σノ］だ後、不活性ガ
スの流入を止め、ついで反応管内に硫化水素（Ｈ２Ｓ　
）を流しながら反応管の温度を２０トロ００℃の範囲の
温度に」−昇炉せる。そ（７てヒ宮１温度帥囲内に保っ
て５〜５０時間熱処理し、た後、反応管内を不活性ガス
で置換し、常温まで冷却して合成二硫什Ｖ−を得る。

正極の作製； 前述の合成二価、化鉄にグラファイト（導知剤）及びフ
ッ累積１脂（結着剤）を９０：５Ｓ５のＶ量比で添加、
混合した後加圧成型１し、この成型体を２００　’Ｃで
１時間熱処理（〜で正極とする。正極寸法は径１５ｍ／
ｍ％厚み＋、Ｄｍ／ｍである。

負極の作製； リチウム板を約２　ｍ／ｓｎの厚みに圧４ｉＦ、　［、
ｚ　、この圧延板を径１５ｍ／１ｍに打技いたものを負
極とする。

雪解液の調整； プロピレンカーボネイトと１，２ジメトキシエタ鉄 ンとの等体積比混合溶媒に禍塩素リチウムを溶解したる
ものを雪解液とする。

第１図に本発明電池の縦断面図を示し、（１）に１正極
であって正極缶（３）の内庭面に固ｒｆさｆ′＋た市葎
東電体（１０）に圧接されてい乙。（２）は負極であっ
て負椿缶（４）の内底面に固着された負椿集１１〒体１
２ｏ）に１１−けされている。（５１は正、負極間に介
挿せるセパレータであって、ポリプロピレン不織布より
なり所定旨の電解液が含浸されている。（６）←１、正
、′Ｆ１４ｉ！ｌｖ缶を隔離する絶縁バッキングである
。

第２図及び第６図は本発明電池と比較１１ｖ池との室温
下（でおける電流−電部特性及び放′ＩＩｉ特件（５，
６にΩ負荷、室温）を比較（２１女ものである。・１゛
ぐ中いづれも（Ａｌが本発明電池、（Ｔ３）が比較電池
であり比較電池ＣＢ）は正極活物質が天然二硫化鉄であ
ることを除いて他は本発明電池と同一構成を呈するもの
である。

第２図から明白なるように本発明電池（Ａｌによれば比
較電池（Ｂ）に比して広い範囲の市浦価に対して安定な
市、圧を示すことがわかる。

又、第３１ゾより本発明電池（Ａ）　ＶＣ，よれば比較
電池（Ｂｌに比して放電布部の平担性が改善さｔｌ、月
番１・も増大していることがわかる。

本発明による効果を名°察するためＶＣ１体発明に用い
た正極活物質としての合敢二硫ＩＬ鉄と、デ然二硫化鉄
どの物件を丘状Ｕ７その絶来を次表に示す。

表 上表から明白なるかうに密度、導電率については大差が
ないが比表面積について（ｄ非常に差異がある。

このようＶＣ比表面積が犬、換言すれば粉子径の小さい
合収二硫化鉄を活物質として用いれば成型密度が大とな
って導電率も高くなり、その結果として第２図に示すよ
うに高率放電に対（７ても安定した高雷匡を示すものと
考ズらｔする。

又、合成二餅化鉄の粒子径が小ざいため、放電の進行と
共に例えば９極活物質としてリチウムケ用いた場合ＬＪ
　　イオンが活物質粒子の中心部まで拡散して円滑に放
電反応が進行するため第３図に示すように放電電圧の平
担性が改善され、月芥預も増大するものであるとｙえら
ねる。

尚、正極活１りＩ質としての合ＤＭ二価化鈴を作製する
際の出発物ａとして！？屓ｑ例でｒＪＩλ１１化即−鉄
の場合を例示したが、その他に酸化鉄、水酸什１鉄域い
は炭酸鉄のような鉄酸素酸地匍も使用できる。

又、上記出発物１質を加熱反応させる雰囲気に酸素不存
在の硫化水素π囲矢で行なわね、１加熱温度は約２００
〜６００°Ｃの温度範囲が適当である。２００°Ｃ以下
の温度であると、二硫化鉄を生成する反応が充分に進ま
々い女め加熱温ｇｊ′け少くとも２００℃以上で行々わ
ねばならない。又二値、化鉄自携が約６４０°ＣＢｌ度
の温度で分ガイすると云わわているので加熱温度として
６００°Ｃにすることは避けなけわばならない。

ト述しに如く、本脅明は非水電解液電池に関するもので
あり、止棒活物質とし７て、鉄酸化物欽ハロゲン化物、
水酸化鉄或いは鉄酸素酸塩若しくはそわらの混合物を酸
１不存在下の餅化水禦雰囲莫中において加熱反応させて
得た合ｂｙ二硫化鉄を用いること（・こより、従来の天
然二硫化鉄を用いる場合に比して電池特４）Ｆを改善す
るものであり、その工Ｖ的イσロイ１γ１け椿めて太な
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明箱′池の縦断面図、第２図及び第３図は
本発明電池（Ａ）ど比較電池（Ｂ）とのＵ・池特性比較
１゛／！であり、Ｗ２図は電流−電圧特性、第３図は放
電特性を夫々示す。 （］）・・止１、（２）・負徊（、（３）・・正＠を缶
、（４）・負極缶、（５）・・セパレータ、（６）・・
Ｍｎ縁バッキング、ｔｌｏｌ・・正体集電体、Ｉ２０）
・・・負極集電１体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ■　リチウム、ナトリウム等の軽金属を活物質とする負
   極と、非水′電解液と、鉄酸゛化物、鉄ノ・ロゲン化物
   、水酸化鉄或いは鉄酸紫酸堵若しくけそれらの混合物を
   酸素不存在下の値化水素雰囲気中において加熱反応させ
   て得た合成二硫化鉄を活物質とする１椿とをｍλに非水
   電解液電池。