JPS59103277A - 有機電解質電池 - Google Patents
有機電解質電池Info
- Publication number
- JPS59103277A JPS59103277A JP57212913A JP21291382A JPS59103277A JP S59103277 A JPS59103277 A JP S59103277A JP 57212913 A JP57212913 A JP 57212913A JP 21291382 A JP21291382 A JP 21291382A JP S59103277 A JPS59103277 A JP S59103277A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- zinc oxide
- active material
- carbon fluoride
- fluorocarbon
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/5835—Comprising fluorine or fluoride salts
-
- Y—GENERAL 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
- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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】
産業上の利用分野
本発明は、軽金属を負極活物質とし、フッ化炭素を正極
活物質とした有機電解質電池の改良に関するものである
。
活物質とした有機電解質電池の改良に関するものである
。
従来例の構成とその問題点
従来、電解質としてプロピレンカーボネイトやγ−デチ
ロラクトンなどの有機溶媒に、溶質として過塩素酸リチ
ウムや硼弗化リチウム等を溶解した有機電解質を用い、
リチウム、マグネシウム。
ロラクトンなどの有機溶媒に、溶質として過塩素酸リチ
ウムや硼弗化リチウム等を溶解した有機電解質を用い、
リチウム、マグネシウム。
アルミニウム等の軽金属を負極とし、金属のハロゲン化
物や酸化物を正極として使用する有機電解質電池が知ら
れている。これらの電池の主な特徴は、高エネルギー密
度であること、作動電圧が単セル当り２．４〜２．８ｖ
で、従来一般に市販されている電池の作動電圧１．３〜
１．６■よりも高いことである。
物や酸化物を正極として使用する有機電解質電池が知ら
れている。これらの電池の主な特徴は、高エネルギー密
度であること、作動電圧が単セル当り２．４〜２．８ｖ
で、従来一般に市販されている電池の作動電圧１．３〜
１．６■よりも高いことである。
一方、リチウムを負極、フッ化炭素を正極に用いた有機
電解質電池においては、開路電圧では３．４■程度を示
すにもかかわらず、通常使用されるレベルの負荷では２
．６〜２．８■程度である。これは正極活物質であるフ
ッ化炭素内部へのリチウムイオンの拡散がヌムーズに進
まないためと考えられる。
電解質電池においては、開路電圧では３．４■程度を示
すにもかかわらず、通常使用されるレベルの負荷では２
．６〜２．８■程度である。これは正極活物質であるフ
ッ化炭素内部へのリチウムイオンの拡散がヌムーズに進
まないためと考えられる。
すなわち、正極活物質であるフッ化炭素の結晶層表面付
近のフッ素原子の近傍に、電解液中に存在するリチウム
イオンが接近し、弱い結合を形成したり、又は吸着する
などして、フッ化炭素の表面層にフッ化リチウムのごく
薄い層が形成される。
近のフッ素原子の近傍に、電解液中に存在するリチウム
イオンが接近し、弱い結合を形成したり、又は吸着する
などして、フッ化炭素の表面層にフッ化リチウムのごく
薄い層が形成される。
このため、放電の際にリチウムイオンがフッ化炭素の結
晶層に入りにくく々す、反応の継続がしにくくなる。そ
のため、放電電圧の低下をまねくという結果となり、こ
れが欠点となっていた。
晶層に入りにくく々す、反応の継続がしにくくなる。そ
のため、放電電圧の低下をまねくという結果となり、こ
れが欠点となっていた。
発明の目的
本発明は、上記従来例の欠点を解決するものであυ、フ
ッ化炭素を主活物質とする正極中に酸化亜鉛を添加する
ことにより、放電平坦電圧が高く、高エネルギー密度の
電池を提供するものである。
ッ化炭素を主活物質とする正極中に酸化亜鉛を添加する
ことにより、放電平坦電圧が高く、高エネルギー密度の
電池を提供するものである。
発明の構成
すなわち、本発明は上記目的を達成するだめ、フッ化炭
素を主活物質とした正極中に、フッ化放棄１００重量部
に対し、酸化亜鉛を１５〜３６重量部添加したことを特
徴とするものである。
素を主活物質とした正極中に、フッ化放棄１００重量部
に対し、酸化亜鉛を１５〜３６重量部添加したことを特
徴とするものである。
フッ化炭素と金属リチウムの反応は、一般的に次のよう
にして起こると考えられている。すなわち、 ■金属リチウムがイオン化する。
にして起こると考えられている。すなわち、 ■金属リチウムがイオン化する。
Ｌｉ−＋Ｌ１＋ｅ
■フッ化炭素表面に接近したリチウムイオンは炭素の結
晶層に入り、フッ素との間に結合を生じてフッ化リチウ
ムを生成する。
晶層に入り、フッ素との間に結合を生じてフッ化リチウ
ムを生成する。
Ｌｉ＋十Ｆ−→ＬｉＦ
以上の二段階を経ると考えられる。この際反応の律速と
なるのは、炭素の結晶層に対するリチウムイオンの進入
の難度であると考えられる。
なるのは、炭素の結晶層に対するリチウムイオンの進入
の難度であると考えられる。
一方、フッ化炭素に酸化亜鉛の適量添加を行った場合、
酸化亜鉛はフン化炭素の結晶層近傍で放棄結晶層間に影
響を与え、層間を押し広げる効果を持つと考えられる。
酸化亜鉛はフン化炭素の結晶層近傍で放棄結晶層間に影
響を与え、層間を押し広げる効果を持つと考えられる。
その結果、リチウムイオンはフッ化炭素結晶層間に進入
しやすくなり、フッ素との間に容易に結合を形成すると
思われる。そこでリチウムイオンとフッ素との結合に要
するエネルギーは、リチウムイオンが層間に進入するに
必要とされるエネルギー分だけ少なくすみ、エネルギー
ロスがおこらず、結果として放電時の放電電圧を酸化亜
鉛無添加のものに比べ高く維持できるものと考えられる
。
しやすくなり、フッ素との間に容易に結合を形成すると
思われる。そこでリチウムイオンとフッ素との結合に要
するエネルギーは、リチウムイオンが層間に進入するに
必要とされるエネルギー分だけ少なくすみ、エネルギー
ロスがおこらず、結果として放電時の放電電圧を酸化亜
鉛無添加のものに比べ高く維持できるものと考えられる
。
実施例の説明
以下、本発明をその実施例により詳述する。
第１図において、１はステンレス鋼製の負（ｊケースで
、その内面にはニッケルネットまたはニッケ／Ｌ’ヌポ
ンジなどの金属集電体２をヌボノト溶接するか、又はケ
ース内表面上に粗面化処理を施した後、その表面に直径
１４腑、厚さ０．２５ ｊ／ｒｌｎの円板板金属リチウ
ムシート３を圧着して負極を構成している。４は負（章
ケースと同様ステンレス鋼製の正極ケースである。５は
正極で主活物質であるフッ化炭素１００ｇに対して導電
材としてアセチレンブラック１０ｇを混入し、十分混合
した後、酸化亜鉛２２．９を加え、スチレンブタジェン
ラバーの水性ディスパージョンを結着剤として１０．９
加え、攪拌混合後十分乾燥させ、こうして得られた正極
合剤０．１２ｇを円板状に加圧成型したものである。電
解液には、例えばホウフッ化リチウム又は過塩素酸リチ
ウムを溶解したプロピレンカーボネイトと、ガンマ−ブ
チロラクトン、ジメトキシエタンとの混合溶媒を用い、
正極ケース４に組みいれた正］Ｍ５．ポリプロピレン製
不織布からなるセパレータ６および含浸材７に含浸させ
た後、周縁にポリエチレン製バッキング８をはめた負極
ケー７１を正極ケース４にかぶせ、正極ケー７４の開口
端をかしめて密封電池が（１１（成される。こうして直
径２０１７１７１ 、厚さ１．５ ｆｆ１２’ｌのコイ
ン形リチウム電池となる。なお、負極ケー７１は負極端
子を、また正極ケース４は正極端子をそれぞれ兼ねてい
る。
、その内面にはニッケルネットまたはニッケ／Ｌ’ヌポ
ンジなどの金属集電体２をヌボノト溶接するか、又はケ
ース内表面上に粗面化処理を施した後、その表面に直径
１４腑、厚さ０．２５ ｊ／ｒｌｎの円板板金属リチウ
ムシート３を圧着して負極を構成している。４は負（章
ケースと同様ステンレス鋼製の正極ケースである。５は
正極で主活物質であるフッ化炭素１００ｇに対して導電
材としてアセチレンブラック１０ｇを混入し、十分混合
した後、酸化亜鉛２２．９を加え、スチレンブタジェン
ラバーの水性ディスパージョンを結着剤として１０．９
加え、攪拌混合後十分乾燥させ、こうして得られた正極
合剤０．１２ｇを円板状に加圧成型したものである。電
解液には、例えばホウフッ化リチウム又は過塩素酸リチ
ウムを溶解したプロピレンカーボネイトと、ガンマ−ブ
チロラクトン、ジメトキシエタンとの混合溶媒を用い、
正極ケース４に組みいれた正］Ｍ５．ポリプロピレン製
不織布からなるセパレータ６および含浸材７に含浸させ
た後、周縁にポリエチレン製バッキング８をはめた負極
ケー７１を正極ケース４にかぶせ、正極ケー７４の開口
端をかしめて密封電池が（１１（成される。こうして直
径２０１７１７１ 、厚さ１．５ ｆｆ１２’ｌのコイ
ン形リチウム電池となる。なお、負極ケー７１は負極端
子を、また正極ケース４は正極端子をそれぞれ兼ねてい
る。
上記実施例による電池Ａと、正極に酸化亜鉛を添加しな
い従来電池Ｂとについて、２０°Ｃで３０Ｉ（Ω負荷に
連続放電した特性比較を第２図に示す。
い従来電池Ｂとについて、２０°Ｃで３０Ｉ（Ω負荷に
連続放電した特性比較を第２図に示す。
第２図から明らかなように人では放電持続時間（終止電
圧を２，４ｖとして）は短縮されるが、放電途中の平坦
電圧では約５０〜６０ミリホツト上昇していることがわ
かる。
圧を２，４ｖとして）は短縮されるが、放電途中の平坦
電圧では約５０〜６０ミリホツト上昇していることがわ
かる。
また、次表にフッ化炭素１００部に対する酸化亜鉛の添
加重量割合を種々変化させた際の放電時の平坦電圧を示
す。
加重量割合を種々変化させた際の放電時の平坦電圧を示
す。
この表から酸化亜鉛の添加量増加により、放電途中の平
坦電圧は徐々に上昇する効果が得られることがわかるが
、正極内のフッ化炭素１０Ｑ部に対して重量比で３６部
を超えて添加を行なう場合には正極活物質自体の放電容
量が目立って減少し、実用上不利と考えられる。
坦電圧は徐々に上昇する効果が得られることがわかるが
、正極内のフッ化炭素１０Ｑ部に対して重量比で３６部
を超えて添加を行なう場合には正極活物質自体の放電容
量が目立って減少し、実用上不利と考えられる。
以上のことから添加の」二限は３５部が限度と考えられ
る。その放電特性を第３図に示す。人は○〜１０部、Ｂ
は１５部、Ｃは３５部、Ｄは４Ｑ部の添加を示す。又、
電圧上昇効果が見られるのは１５部以上を添加した場合
であり、１５〜３５部の添加が適している。
る。その放電特性を第３図に示す。人は○〜１０部、Ｂ
は１５部、Ｃは３５部、Ｄは４Ｑ部の添加を示す。又、
電圧上昇効果が見られるのは１５部以上を添加した場合
であり、１５〜３５部の添加が適している。
発明の効果
以上のように酸化亜鉛の添加は、フッ化炭素の結晶層に
影響を与え、フッ化法素上へのリチウムイオンの反応を
促進する効果があるものと考えられ、放電時の平坦電圧
を上昇させる効果がある。
影響を与え、フッ化法素上へのリチウムイオンの反応を
促進する効果があるものと考えられ、放電時の平坦電圧
を上昇させる効果がある。
従って本発明による電池は、従来のフッ化炭１リチウム
電池の欠点の一つであった放電平坦電圧と開路電圧との
ギャップを縮めて放電時の平坦電圧を上昇させることが
できる。
電池の欠点の一つであった放電平坦電圧と開路電圧との
ギャップを縮めて放電時の平坦電圧を上昇させることが
できる。
第１図は本発明の実施例による電池の断面図、第２図は
本発明の電池と従来の電池との放電特性を比較した図、
第３図は本発明の電池の放電特性を示す図である。 １・・・・負極ケース、２ ・・・・金属集電体、３・
・・・・・リチウムシート、４・・・・・・正極ケース
、５・川・・正極、６・・・・・セパレータ、７・・・
・・・含浸拐、８・・・・・絶縁バッキング。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ４、ｆ 第２図 ν と 放電給量 （す聞） ３図 放Ｖ綺間（綺Ｐ、’Ｓ ）
本発明の電池と従来の電池との放電特性を比較した図、
第３図は本発明の電池の放電特性を示す図である。 １・・・・負極ケース、２ ・・・・金属集電体、３・
・・・・・リチウムシート、４・・・・・・正極ケース
、５・川・・正極、６・・・・・セパレータ、７・・・
・・・含浸拐、８・・・・・絶縁バッキング。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ４、ｆ 第２図 ν と 放電給量 （す聞） ３図 放Ｖ綺間（綺Ｐ、’Ｓ ）
Claims (1)
- 軽金属を活物質とする負極と、フッ化炭素を主活物質と
した正極と、正、負両電極間に介在したセパレータおよ
び有機電解質を有し、前記正極は主活物質であるフッ化
炭素１００重量部に対し、酸化亜鉛を１５〜３５重量部
添加した有機電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212913A JPS59103277A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 有機電解質電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57212913A JPS59103277A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 有機電解質電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59103277A true JPS59103277A (ja) | 1984-06-14 |
Family
ID=16630350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57212913A Pending JPS59103277A (ja) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | 有機電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59103277A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04300549A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-23 | Shimadzu Corp | 手術台 |
| WO2008047421A1 (fr) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Panasonic Corporation | Batterie primaire au lithium |
| CN105680047A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-06-15 | 武汉中原长江科技发展有限公司 | 一种纳米半导体修饰的锂-氟化碳电池正极材料、圆柱型电池及其制备方法 |
-
1982
- 1982-12-03 JP JP57212913A patent/JPS59103277A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04300549A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-23 | Shimadzu Corp | 手術台 |
| WO2008047421A1 (fr) * | 2006-10-18 | 2008-04-24 | Panasonic Corporation | Batterie primaire au lithium |
| CN105680047A (zh) * | 2016-04-05 | 2016-06-15 | 武汉中原长江科技发展有限公司 | 一种纳米半导体修饰的锂-氟化碳电池正极材料、圆柱型电池及其制备方法 |
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