JPS5987770A - 非水溶媒電池 - Google Patents

非水溶媒電池

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JPS5987770A
JPS5987770A JP19830282A JP19830282A JPS5987770A JP S5987770 A JPS5987770 A JP S5987770A JP 19830282 A JP19830282 A JP 19830282A JP 19830282 A JP19830282 A JP 19830282A JP S5987770 A JPS5987770 A JP S5987770A
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JP
Japan
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positive electrode
negative electrode
current collector
carbon layer
metal
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Pending
Application number
JP19830282A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Mitsuyasu
光安 清志
Kazuya Hiratsuka
和也 平塚
Shuji Yamada
修司 山田
Takahisa Osaki
隆久 大崎
Yoshiyasu Aoki
青木 良康
Yuichi Sato
祐一 佐藤
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.)
Toshiba Corp
FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Battery Co Ltd, Toshiba Corp filed Critical Toshiba Battery Co Ltd
Priority to JP19830282A priority Critical patent/JPS5987770A/ja
Publication of JPS5987770A publication Critical patent/JPS5987770A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
  • Primary Cells (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。

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の改良Vこ関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
負極活物ダ1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、貯蔵特性に飢れ、
かつ作動温度範囲が広いという特長をもち、電車、時言
1、メモリのバックアップ1し源として多用されている
。かかる電池は負極、粗角′F液、正極から狗成されて
おシ、一般に負極としてリチウムやナトリウムを、電解
液トシてプロビレンカーデネート、1−ブチロラクトン
、ヅーメトキシエタンなどの非水溶媒中に過塩素酸リチ
ウム、ホ〉フッ化リチウムなどの%解質を溶方1rシて
なる溶液を、正極として二酸化マンガン、ン、化黒鉛を
、夫々用いている。
上述した電池の中でも負極にリチウムを用い、塩化チオ
ニル(soc、e2)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
大きいため注目されている。こう[7た電池は炭素及び
金属の集ル、体からなる正極を有し、−・般に塩化リチ
ウム(LiCt)及び塩化アルミニウム(AtC/、3
)を溶方1FシたS(、IC72を電解液として用いて
いる。このため、5OCt2は正極活物伯と電解液との
双方を兼用しているが、リチウム負極上に生成する皮膜
によってiE、負両極の直接接触は防止され、電池とし
ての俵能を保持している。
どころで、5OCt2を正極活物質とする電池としては
、従来、次に示す2種の構造のものが知られている。即
ち、1つはシート状すチウム負杉と、炭素及び金M集電
体からなるンート状正杉をセパレータを介して重ね合わ
せ、これを渦巻状に巻回し、外缶内に挿入した電池であ
わ、一般にスノ’?イラル型と呼ばれている。もう1つ
は、夕I缶内にその内面側から筒状のリチウム負杼、セ
パレータ及び金網等の金属集電体に多孔質炭素層を圧χ
1した筒状の正催4を同心円状に配置した1b:池であ
り、一般にボビン型と呼ばれる。
しかしながら、前者のスフ4イラル壓電池は優れた高率
放′i′i、q′!f性を示すと共に、出力密度が大き
いというq′J長を有するものの、製造時及び使用時に
おいて短絡による急激な発熱によって局発を生じる恐れ
がある。これに対し、後者のボビン型1u池は使用時の
危険性が比較的小さ−い反面、正極集電体の面積が小さ
く高率放電特性及び放電効率に劣るという欠点かちった
〔発明の目的〕
本発明はボビン型のリチウム塩化チオニル系電池の欠点
を改良するためになされたもので、高率放電特性及び放
電効$に倚れ、使用時において爆発する危′険件の低い
非水溶媒電池を提供しようとするものである。
〔発明の概似〕
本発明は缶体内面に筒状のリチウム負極を設け、この負
極内側の缶体内に通液性の金属集電体に多孔質炭素層を
圧着した帯状体を含浸材と共に中ノし・部に空洞部が形
成される。ように渦巻状に巻回した止枠を筒状セノぐレ
ータを介して配設し、かつ前記正極の空洞部に塩化チオ
ニルを主成分とする444” l’J’F液を注入した
41−¥成であって、前記正極を前記セパレータ側と空
洞部と・の間に前記多孔質炭素Jt’fの存在しない隙
間を有する構造とすることによって、従来のがビン型電
池に比べて電解液と接する正極の金属41′、電体の面
積を格段にjliqi太し、かつ中心部の空洞部を含む
缶体内に充分な量の′Ei、角7C液を収容でき、更に
正極に形成したIlj’、’1.間及び同正極の帯状体
間の含浸利によシミ解散の移動が容易となシ、ひ0ては
高率放電!1”に性及び放電容量の向上化を達成するこ
とを骨子とする。
上記通液性の金属集電体としでは、例えば金網、エキス
ノやンドメタルもしくはノ?ンチドメタル等を挙けるこ
とができる。
上記多孔質炭素層は、例えばアセチレングラ、り、カー
ボンブラック等の炭素粉にポリテトラフルオロ;■−チ
ンが乳濁された水−エチルアルコール混液を添力画−7
て充分撹拌lまた後、混線シート化したものでを)る。
上記含浸旧としては、例えば合成4’i、を脂繊維やガ
ラス繊#(1,の小結21j、連続気泡を有する合成樹
Jlri発泡体シート等を挙けることができる。但し、
該含浸利は塩化チメニルを主成分とする電解液中に浸漬
して使用することから、塩化チオニルに酬)生を有する
旧制から選定することが必要である・・ 〔発明の実施例〕 以下、本発明のヲこ施例を第1図及び第2図を1照して
説明する。
図中の1は上面が開口された負極端子を兼ねる缶体であ
り、この缶体1の内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の内側には止枠3が該内側及び前記缶体1底
面yc配置された例えばガラス繊維の不紗布からなる七
ノやレータ41+42を介して密着している。この正極
3は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10w1%の割合で混入し、水及びエ
チルアルコールを添加して室温で2時間和度拉拌した後
、混練、シート化し、約ICm幅に切断し、これら3枚
の混r1ミシートを幅4σの5US304ステンレス製
網体からなる金属集電体5に互に0.5 cy++の間
隔をあけて圧着し、150℃の真空下で前記シートを乾
燥して3枚の多孔質炭素層68〜6cを有する帯状体7
(第2図図示)を作製し、これを直径8鮨のステンレス
棒にガラス繊維の不織布からなる帯状の含浸拐8と共に
渦巻状に巻回してステンレス枠を抜き取ることによりr
llられる。こうして造られた′渦巻状の正極3は自3
1図に示す如く前記セパレータ41と中心の空洞部9の
間に前記多孔質炭素層6a=6cが存在しない隙間”a
zWm 晟されている。
また、前記缶体1の上面開口部にはメタルトップ11が
レーザ溶接等によシ封着されておシ、かつ該メタルトラ
flJの中心の穴12には正極端子13がガラス製のハ
ーメチックシール14を介して電気的に絶蒜された状態
で固定されている。この正’IJ’L、 端子13の下
端3まリード線15を介して前記正極3の金kA集電体
5に接読されている。そして、前記正′FA′I中心の
空洞部9内には前記メタルトップ11の注入口16より
?′:1ミ人されたL 1−AtCL4をd百9′Cシ
た5OCt2溶液(電解液)が収容されている。なお、
注入口16は電解液の注入後においではレーザ拓接静に
より’JJ止される。
しかして、本発明の非水溶媒1□池は全カッ4集電体5
に多孔質炭素層6a〜6Cを隙−曲をわけて圧着した帯
状体7を含浸拐7と共に渦巻状に巻回することによシ、
セパレータ41fl’lと中心の空洞部90間に87 
o a 、 Jo bを形成した正極3を備えている。
このプこめ正極3の空洞部9に収容した電解液は多孔質
炭素層の右佳しない隙間10a、10bから島田する金
属美電体5接触し、更に外側の隙間10a、10bに含
浸拐8を分して浸入した箪抗d(も同金属巣電体5に接
触するので、電解液と接触する金属集電体5の面積を格
段に増大できる。また、中心部に空洞部9を形成し、か
つ正極3の帯状体7 ji:fl−目4 に含浸拐8を介在させることによシ、充分なゴー浸4A
8により′ilJ、11Iイ液の移動が容易となる。し
たがって、高率放1ト特性及び放電容量の向上化を達1
成できる。
事実、上記構成の単2サイズの電池と、正、極として金
わ8集重体全面に多孔質炭素層を圧着した帯状体をその
まま円筒状に成形したものを用いた従来の単2サイズの
電池につき、25℃定電流放電を行表い、放電電流と放
市、容邦との関係を調べたところ、第3図に示子!h性
図を得た。
なお、第3図1中のAは本実施例の電池における特性線
、Bは従来の電池における特性線、である。この第3圀
から明らかな如く、本発明の電池は従来の電池に比べて
小電池放電では放電容量が等しいが、大電流放電時の放
電容量が格段に優れている。
外お、上記実施例では正’l’jの隙間を、金属音き電
体姓=3枚の多孔質炭素層を互(て所定の)ijl隙を
あけて圧着して帯状体とし、これを含浸材と7Hに渦巻
状に@回することによυ前記炭素層■jに対応して形成
したが、これに限定されない。fllえば金属集電体5
に枚数の内子!17・・・を有する多孔質炭素層6を全
面に圧着して帯状体7(第4図図示)を作製し、これを
君浸材と共に禍°へ巻状に巻回して前記円孔17・・・
に対応してE f’nl 7>:形成された正極を造っ
てもよい。、 〔発明の効果〕 、 以上詳述した如く、本発明によれば高率方父電特性及び
放電効率に優れ、かつ使用時等において爆発する危険性
の低い工業的に価値おる非水溶媒11J5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図は第1図の電池の正極の作製に用いられる帯状
体を示すf11H、第3図は本発明の非水溶媒電池及び
従来の非水溶媒電池の放電’l+IL流と族11モ容」
aとの員係を示す將+!Ig IEイ1、第4 [1c
1v*本’j@ ’、LIJ ty)非水溶#”+’i
池の正杉、の角IJ (c用いられる他の帯状体を示す
斜傍1図で心る。 1・・・缶体、2・・・負4iり、l・・・正イハ41
s42・・・七・t’し 、J、5・・・金Dri m
 ?Ij: 体、68〜6c。 6・・・多孔質h;8、層、7・・・・11y状イト、
8・・・含浸旧、9・”窒洞++++、1 o a 、
 J o b=ijj間、11 ・・・メタノ1川・ツ
ノ〜 13川正極端子、12・・・円孔。 出願人(tJf1人  弁理士 鈴 江 武 彦第 1
 品 第1頁の続き (塑合 明 者 佐藤祐− 川崎市幸区小向東芝町1番地束 京芝浦電気株式会社総合研究所 内 (8!出 願 人 東芝電池株式会社 東京部品川区南品川3丁目4番 lO号

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)缶弁内面に設けられたリチウムからなる筒状の負
    極と、この負極内側の缶体内に筒状の十ノ?レークを介
    して配設され、通液性の金属象電体に多孔質炭素層を圧
    着した帯状体を中心部に壁間が形成されるように渦巻状
    に巻回した正極と、この正極の空間部に注入された塩化
    チオニルを主成分とする電解液とを具備し、前記金属銀
    11L体に多孔質炭素層を部分的に圧危して帯状体を形
    成し、これを含浸月と共に巻回して渦巻状の正4伊とす
    ることによシ、該正極を前記セ・?レータ側と空洞部と
    の間に前記多孔?」炭素層が存在1.ない隙間を有する
    構造にしたことを特徴とする非水溶媒電池。
  2. (2)通液性の金属集電体が金網、エギスパンドメタル
    もしくハハンチドメタルのいずれから々ることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の非水溶11A′、電池
  3. (3)  含浸旧が合成樹脂製もしくはガラス末の不懺
    布からなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記他
    、の非水溶媒電池。
JP19830282A 1982-11-11 1982-11-11 非水溶媒電池 Pending JPS5987770A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006511917A (ja) * 2002-12-20 2006-04-06 ファイアフライ エナジー インコーポレイテッド 複合材料及びバッテリ用集電体

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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