JPS59230262A - 非水溶媒電池 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は非水溶媒電池に関し、特に正極活物質を兼ねる
電解液を改良した非水溶媒電池に係る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

負極活物質としてリチウム、ナトリウムを用いた非水溶
媒電池はエネルギー密度が大きく。

貯蔵特性に優れ、しかも作動温度範囲が広いという特長
をもち、電卓１時計、メモリのパ、クア、プ電源として
多用されている。中でも負極にリチウムを用い、塩化チ
オニル（５ｏｃｔ２）を主正極活物質とした、いわゆる
リチウム−塩化チオニル系電池は特にエネルギー密度が
大きいために注目されている。こうした電池は多孔質９
− 炭素体及び金属集電体からなる正極を有し、一般にルイ
ス塩基（塩化リチウム等）及びルイス酸（塩化アルミニ
ウム等）を溶解した塩化チオニルを電解液として用いて
いる。したがって、塩化チオニルは正極活物質と電解液
の双方を兼用している。

ところで、上記リチウム−塩化チオニル系電池は正極活
物質である塩化チオニル（５ＯＣｔ２）が負極リチウム
と直接接触しているため、負極リチウム表面に反応生成
物であるＬｌ’ｃｔ皮膜が生成される。この生成したＬ
ｉ　Ｃ１皮膜は、負極リチウムと５ｏｃｔとの直接接触
を防止する機能を有し、貯蔵時において電池の容量劣化
を防ぐ役目をするが、放電時においては抵抗成分として
働き放電初期の電圧降下の原因となる。また、前記Ｌｉ
Ｃ４皮膜は放電によシ剥離し、それに伴ない電圧も回復
するため、放電中期成いは放電後期においては支障とな
らないが、放電初期、とシわけ大電流放電の際に大きな
電圧降下を誘発する欠点を招く。更に、電解質として用
いたルイス酸とルイス塩基の中和反応が完結していない
場合には、負極リチウムと電解質との反応が起こり、負
極リチウム表面が前記Ｌｉｃｔ皮膜とは別の大きな電圧
降下の原因となる膜によって覆われてしまう結果となる
。

〔発明の目的〕

本発明は大電流放電初期においても電圧降下の小さい非
水溶媒電池を提供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明者らは缶体内にリチウム等の負極と正極とをセパ
レータを介して設け、かつ該缶体内に塩化チオニル（５
ｏｃｔ２）を主な正極活物質とし、ルイス酸とルイス塩
基を電解質とする電解液を収容した電池において、前記
電解液として、予め少なくとも陽極がリチウム等の負極
軽金属からなる一対の電極を用いて電解反応を施したも
のを使用したところ、前述したＬｉＣＡ皮膜とは別の大
きな電圧降下の原因となる膜によって負極表面が覆われ
るのを阻止し、大電流放電初期においての顕著な電圧降
下を抑制し得る非水溶媒電池を見い出した。

〔発明の実施例〕

次に、本発明の実施例を第１図を参照して説明する。

図中の１は負極端子を兼ねるステンレス製の缶体である
。この缶体１の内周面には金属リチウムからなる筒状の
負極２が圧着されている。

この負極２の内側の缶体１内には正極支が該負極２内側
及び缶体１底面付近に配置された例えばガラス繊維製不
織布からなるセパレータ４□　。

４鵞を介して収納されている。この正極互は例えば市販
のポリテトラフルオロエチレンの乳濁液をアセチレンブ
ラックに１０垂量チの割合で混合し、水及びエチルアル
コールを添加して室温で２時間程度攪拌した後、混線、
シート化してニッケル製網体からなる金属集電体５に圧
着し、１５０℃の真空下で前記シートを乾燥して多孔質
炭素層を有する帯状体とし、これを渦巻状に巻回すると
とによシ造られる。

５− また、前記正極３上方の缶体１内には、前記セパレータ
４１に支持された中央に穴を有する絶縁紙７が配設され
ている。前記缶体１の上面開口部にはメタルト、グ８が
レーデ溶接等によシ封着されている。乙のメタルトッゾ
８の中心には穴９が開口されている。この穴９にはノ４
イブ状の正極端子１０が金属−ガラス製のシール材１１
を介して電気的に絶縁して固定されている。この正極端
子１０の下端は前記正極３の金属集電体５にリード線１
２を介して接続されている。そして、前記缶体１内には
前記パイプ状正極端子１０から注入された電解液１３が
収容されている。この電解液１３は塩化チオニル（５ｏ
ｃｔ２）に塩化アルミニウム（Ａｔｃｔ３）と塩化リチ
ウム（ＬｉＣ４）を夫々１．８　ｍｏｌ／を溶解した組
成からなり、注液前に予め電極面がリチウムよシなる一
対の電極を用いて１０ｍｔの液に対して３０　ｍＡ’の
電流で１時間電解反応させたものである。なお、前記パ
イプ状正極端子１０には例えばステンレス製の錘体１４
が挿入され、該端６一 子１０先端と挿入した封体１４とをレーザ溶接すること
によシ該正極端子１０の孔が封口されている。

しかして、本実施例の電池及び注液前に予め電解反応を
行なわない電解液を用いた以外実施例と同構造の電池（
比較例）について、組立後２５℃下で１週間貯蔵を行な
い、８Ωの定抵抗で放電を行なったところ、第２図に示
す特性図を得た。なお、図中のＡは本実施例の電池にお
ける放電初期の放電曲線、Ｂは比較例の電池の同放電曲
線を夫々示す。この第２図から明らかな如く、注液前に
予め電解反応を行なった電解液を用いる本発明の電池（
曲線Ａ）は電解反応を行なわなかった電解液を用いる従
来の電池（曲線Ｂ）に比べて初期の電圧降下が小さいこ
とがわかる。このように本発明の電池が優れた特性を示
すのは、予め電解液を陽極側が負極金属からなるものを
用いて電解反応を行なうことによってルイス酸としての
過剰のアルミニウムイオンが陰極側に析出、除去されて
電圧降下に影響するアルミニウムを含む膜が電池内の負
極に形成されるのを阻止するためと推定される。

なお、上記実施例ではルイス酸として塩化アルミニウム
を用いたが、これに代って五塩化アンチモン、臭化アル
ミニウム、フッ化アルミニウム、四塩化ゾルコニウム、
五塩化リン、四塩化ケイ素を用いても同様な効果を発揮
できる。

また、ルイス塩基として塩化リチウムに代ってフッ化リ
チウム、炭酸リチウム、硫化リチウム。

臭化リチウム、酸化リチウムを用いても同様な効果を発
揮できる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば大電流放電初期にお
いても電圧降下を抑制し、初期放電特性の優れた非水溶
媒電池を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す非水溶媒電池の断面図
、第２図は本発明の電池及び従来の電池における大電流
放電初期の放電特性を示す線図である。 １・・・缶体、２・・・負極、ｌ・・・正極ｓ４Ｉ　ｔ
４２・・・セパレータ、５・・・金属集電体、６・・・
多孔質炭素層、８・・・メタルトップ、１０・・・・ぐ
イゾ状正極、１３・・・電解液。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦９− 第１図 藁２図 方欠＠碕閏（ｍｉｎ） 東京部品用区南品用３丁目４番 １０号東芝電池株式会社内 ＠出　願　人　東芝電池株式会社 東京部品用区南品用３丁目４番 １０号

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）缶体内にリチウム、ナトリウム、アルミニウムの
   軽金属からなる負極と正極とをセパレータを介して設け
   、かつ該缶体内にオキシーログン化物を主成分とし、正
   極活物質を兼ねる電解液を収容した非水溶媒電池におい
   て、前記電解液として予め少なくとも陽極が負極軽金属
   からなる一対の電極を用いて電解反応を施したものを使
   用することを特徴とする非水溶媒電池。
2. （２）　　電解液中にはルイス酸とルイス塩基からなる
   電解質を含むととを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の非水溶媒電池。
3. （３）ルイス酸として塩化アルミニウム、五塩化アンチ
   モン、臭化アルミニウム、フ、化アルミニウム、四塩化
   ゾルコニウム、五塩化リン。 四塩化ケイ素のいずれかを用いることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の非水溶媒電池。 １−
4. （４）　　ルイス塩基として塩化リチウム、７．化リチ
   ウム、炭酸リチウム、硫化リチウム、臭化リチウム、酸
   化リチウムのいずれかを用いることを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の非水溶媒電池。