JPS60124369A - 非水電解質２次電池の負極 - Google Patents
非水電解質２次電池の負極Info
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- JPS60124369A JPS60124369A JP58231735A JP23173583A JPS60124369A JP S60124369 A JPS60124369 A JP S60124369A JP 58231735 A JP58231735 A JP 58231735A JP 23173583 A JP23173583 A JP 23173583A JP S60124369 A JPS60124369 A JP S60124369A
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- 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
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- Materials Engineering (AREA)
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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、非水電解質２次電池用の負極に関するもので
ある。
ある。
従来例の構成とその問題点
リチウムやナトリウム等のアルカリ金属をそのまま負極
とする非水電解質２次電池において最も大きな問題は、
テンドライトの発生による充放電効率の低さにあり、そ
の解決法として、負極集電体の材料を替えて析出するリ
チウムとの密着性を良くしたり、あるいは、電解質中に
テンドライト発生防止の添加剤を加えたりする方法が報
告されているが、効果はでていない。そこで、負極とし
てリチウムとの合金を用いることが提案され、リチウム
−アルミニウム合金やリチウム−鉛合金等が検討された
が、電極が充放電にともなって微細粉化を起こしたり、
崩れてしまうなど実用に耐えうるものと１ｌ−１ｌ：な
らなかった。そして、さらに改良案として、リチウムを
吸蔵する能力を有する５ｎ−Ｃｄ、Ｐｂ−Ｃｄ等の合金
拐料を負極とする提案がなされ、これは崩パることなく
かなり実用に近いものであった。
とする非水電解質２次電池において最も大きな問題は、
テンドライトの発生による充放電効率の低さにあり、そ
の解決法として、負極集電体の材料を替えて析出するリ
チウムとの密着性を良くしたり、あるいは、電解質中に
テンドライト発生防止の添加剤を加えたりする方法が報
告されているが、効果はでていない。そこで、負極とし
てリチウムとの合金を用いることが提案され、リチウム
−アルミニウム合金やリチウム−鉛合金等が検討された
が、電極が充放電にともなって微細粉化を起こしたり、
崩れてしまうなど実用に耐えうるものと１ｌ−１ｌ：な
らなかった。そして、さらに改良案として、リチウムを
吸蔵する能力を有する５ｎ−Ｃｄ、Ｐｂ−Ｃｄ等の合金
拐料を負極とする提案がなされ、これは崩パることなく
かなり実用に近いものであった。
しかし、負極材料として有望な合金材料は崩れ、微細粉
化という点からは改良がなされているもののリチウムを
吸蔵した状態では非常に硬く、加工性が悪いため電池槽
ｒＪｙ、後にリチウムケ吸蔵させるしか方法がないとい
う欠点があった。そこでさらに可撓性を向上させ、加工
性を良くするために上で加工性に富み極板も崩れにくい
ので高い信頼性を保つ２次電池用の負極となり得たが、
樹脂を成分として持っているため金属や合金のみからな
る負極と比べて電導性が低く、さらにＬｉの吸蔵に伴っ
てこれらの金属や合金のみの負極でもその電導性は著し
く低下する性質があるので、特にＬｉ吸蔵量の大きい状
態での極板フィルム自身の電導性は相当低くなる。
化という点からは改良がなされているもののリチウムを
吸蔵した状態では非常に硬く、加工性が悪いため電池槽
ｒＪｙ、後にリチウムケ吸蔵させるしか方法がないとい
う欠点があった。そこでさらに可撓性を向上させ、加工
性を良くするために上で加工性に富み極板も崩れにくい
ので高い信頼性を保つ２次電池用の負極となり得たが、
樹脂を成分として持っているため金属や合金のみからな
る負極と比べて電導性が低く、さらにＬｉの吸蔵に伴っ
てこれらの金属や合金のみの負極でもその電導性は著し
く低下する性質があるので、特にＬｉ吸蔵量の大きい状
態での極板フィルム自身の電導性は相当低くなる。
そのため集電効率を向上させる手段として負極中にＬｉ
に対して不活性なＮｉ等の金属粉を導電相として分散さ
せる試みがなされ、極板フィルム自身の粉体とで構成さ
れたフィルム状極板は、圧延力ζ、容易なため望みの厚
みや大きさに加工することができるが、この極板の・実
用上の困難さはその集電方法にある。
に対して不活性なＮｉ等の金属粉を導電相として分散さ
せる試みがなされ、極板フィルム自身の粉体とで構成さ
れたフィルム状極板は、圧延力ζ、容易なため望みの厚
みや大きさに加工することができるが、この極板の・実
用上の困難さはその集電方法にある。
一般に負極の集電方法としては、Ｎ１エキスバンドメタ
ルや電池ケース等と十分に電気的接触を保ちいわゆる負
極端子につながれている。例えば、Ｌｉ金属極であれば
、圧着するたけでＮ１エキスバンドメタルと容易に一体
化するし、金属材料であれイルム状であり、Ｎ１エキス
バンドメタルを圧着してもＬ１金属のように一体化する
ことはない。たとｔば、Ｎｉエキスバンドメタルとフィ
ルム状極板を重ねてローラー圧延するとその断面は第１
図のようになり、Ｎｉエキスバンドメタル１と樹脂フィ
ルム２は容易にはがれてし甘う。これは、Ｎ１エキスバ
ンドメタルと樹脂フィルムの間には接着性がないため、
圧着してもいわゆる押さえつけているにすぎないからで
ある。
ルや電池ケース等と十分に電気的接触を保ちいわゆる負
極端子につながれている。例えば、Ｌｉ金属極であれば
、圧着するたけでＮ１エキスバンドメタルと容易に一体
化するし、金属材料であれイルム状であり、Ｎ１エキス
バンドメタルを圧着してもＬ１金属のように一体化する
ことはない。たとｔば、Ｎｉエキスバンドメタルとフィ
ルム状極板を重ねてローラー圧延するとその断面は第１
図のようになり、Ｎｉエキスバンドメタル１と樹脂フィ
ルム２は容易にはがれてし甘う。これは、Ｎ１エキスバ
ンドメタルと樹脂フィルムの間には接着性がないため、
圧着してもいわゆる押さえつけているにすぎないからで
ある。
そこでこのようなフィルムを負極として用いる場合Ｖこ
は、電気的接触を行なわせるための工夫をしなければな
らない。一般に、この種のフィルムは弾力性があるので
、集電体の圧迫だけでも電気的接触が保ちうるが、信頼
性という点からは必らずしも完全とは言えない。
は、電気的接触を行なわせるための工夫をしなければな
らない。一般に、この種のフィルムは弾力性があるので
、集電体の圧迫だけでも電気的接触が保ちうるが、信頼
性という点からは必らずしも完全とは言えない。
発明の目的
本発明は前記従来技術の問題点を解消し、高エネルギー
密度で光放電特性および信頼性にすぐれた光放電可能な
電池の負極を提供すること全目的とする。
密度で光放電特性および信頼性にすぐれた光放電可能な
電池の負極を提供すること全目的とする。
発明の構成
本発明は、四フッ化エチレン樹脂のフィルム相互が、圧
着によって強く接着される性質を利用して、フィルムと
フィルムの間にＮｉエキスバンドメタル等のいわゆるメ
ツシュ状の芯＋１’にはさみ、サンドインチ構造ケもた
せるものである。
着によって強く接着される性質を利用して、フィルムと
フィルムの間にＮｉエキスバンドメタル等のいわゆるメ
ツシュ状の芯＋１’にはさみ、サンドインチ構造ケもた
せるものである。
笑施例の説明
負＆ｌ料としてＳｎ粉体を用い、四フッ化エチレン樹脂
とともに練合し、ローラーを用いて圧延してフィルム状
の極板とした。
とともに練合し、ローラーを用いて圧延してフィルム状
の極板とした。
Ｓｎは市販の粉体を用い、四フッ化エチレン樹脂は市販
のポリファインパウダーを用いた。まず、して練合する
と、柔いゴム粘土状の塊となり、これをローラーで圧延
することによってフィルム状状にした時に強度がでない
ことと、それ以上では゛フィルム自体の導電性が著しく
低下するためである。このようにしてローラー圧延する
ことによって、厚み０．２ｍｍのフィルムを試作した。
のポリファインパウダーを用いた。まず、して練合する
と、柔いゴム粘土状の塊となり、これをローラーで圧延
することによってフィルム状状にした時に強度がでない
ことと、それ以上では゛フィルム自体の導電性が著しく
低下するためである。このようにしてローラー圧延する
ことによって、厚み０．２ｍｍのフィルムを試作した。
Ｏ，４，、ｒｍ厚のフィルム物板を用いて、いわゆる従
来型の集電形態である圧着法で試験極を試作した。
来型の集電形態である圧着法で試験極を試作した。
この試験極は、第３図の断面図に示すように、２枚のＮ
ｉエキスパルスメタル５の間に正方形に切断したフィル
ム極板６をはさみ、上下から圧延して圧着させ、フィル
ム極板の外周の少し外側で２枚のＮｉエキスバンドメタ
ルヲ溶接して試作したもので、いわゆるＮｉエキスバン
ドメタルのポケットの中しこフィルム硬板を入れて圧着
したような形になっている。次に０．２ｍｍ厚のフィル
ム極板２枚の間にＮｉエキスバンドメタルをはさんで圧
延した、いわゆる本発明型の負極に係る試験極全試作し
た。
ｉエキスパルスメタル５の間に正方形に切断したフィル
ム極板６をはさみ、上下から圧延して圧着させ、フィル
ム極板の外周の少し外側で２枚のＮｉエキスバンドメタ
ルヲ溶接して試作したもので、いわゆるＮｉエキスバン
ドメタルのポケットの中しこフィルム硬板を入れて圧着
したような形になっている。次に０．２ｍｍ厚のフィル
ム極板２枚の間にＮｉエキスバンドメタルをはさんで圧
延した、いわゆる本発明型の負極に係る試験極全試作し
た。
この２種類の試験極はともに厚みが約０．４ｇで面積も
１ｃ〃１にしである。そして、第４図のように試験極７
にそれぞれＮ１リボンのり−ド８を付けてガラスフィル
タのセパレータ９を有するＢ型ガラスセル１０中に入れ
、１ＭのＬ １ ｃｇｏ４ｋ ’Ｃ４かした炭酸プロピ
レン電解質１１を満し、対極となるＬｌ（１對１２との
間に１鯖の定電流電解を施して、フィルム状極板にＬｉ
（５吸蔵させた。その結果、どちらの電極もＬｉの吸蔵
にともなって変色し、少しずつ膨張していった。これは
、Ｌｉの吸蔵にともなう、この種の負極月相の独特の現
象で、Ｌｉが吸蔵していることケ示すものでもある。こ
のようにして、約３０時間電流を流し続けた後に、Ｌｉ
の放出をやはり同様の１ｍへの定電流電解によって行な
った。
１ｃ〃１にしである。そして、第４図のように試験極７
にそれぞれＮ１リボンのり−ド８を付けてガラスフィル
タのセパレータ９を有するＢ型ガラスセル１０中に入れ
、１ＭのＬ １ ｃｇｏ４ｋ ’Ｃ４かした炭酸プロピ
レン電解質１１を満し、対極となるＬｌ（１對１２との
間に１鯖の定電流電解を施して、フィルム状極板にＬｉ
（５吸蔵させた。その結果、どちらの電極もＬｉの吸蔵
にともなって変色し、少しずつ膨張していった。これは
、Ｌｉの吸蔵にともなう、この種の負極月相の独特の現
象で、Ｌｉが吸蔵していることケ示すものでもある。こ
のようにして、約３０時間電流を流し続けた後に、Ｌｉ
の放出をやはり同様の１ｍへの定電流電解によって行な
った。
第５図は、上記定電流電解における試験極と対極の間の
電圧変化を示したもので、１４１エキスバンドメタルの
間にフィルム極板をはさんだ電極の電圧変化ケ示す曲線
Ａと本発明型の負極を用いた電極の電圧変化を示す曲線
Ｂとを比較したものである。光電時（Ｌｉの吸蔵時）に
は、どちらも同じ曲線上にのり、３０時間はど充電した
後に放電（Ｌｉの放出）に切り替えてみた。その結果、
同じ容量（３０ｍＡｈ分）だけＬｉを吸蔵しているにも
かかわらず、その放電における電圧変化は、曲線へけ、
１時間はどで放電末期ケ示す分極が始まり、曲線Ｂは、
２４時間近くまで放電が続いた。
電圧変化を示したもので、１４１エキスバンドメタルの
間にフィルム極板をはさんだ電極の電圧変化ケ示す曲線
Ａと本発明型の負極を用いた電極の電圧変化を示す曲線
Ｂとを比較したものである。光電時（Ｌｉの吸蔵時）に
は、どちらも同じ曲線上にのり、３０時間はど充電した
後に放電（Ｌｉの放出）に切り替えてみた。その結果、
同じ容量（３０ｍＡｈ分）だけＬｉを吸蔵しているにも
かかわらず、その放電における電圧変化は、曲線へけ、
１時間はどで放電末期ケ示す分極が始まり、曲線Ｂは、
２４時間近くまで放電が続いた。
次に、放電の終了したこの２種類の電極を観察してみる
と、本発明に係る電極は色が変化しているたけであった
が、Ｎｉエキスバンドメタルにフィルム極板をはさんだ
電極は、Ｎ１エキスバンドメタルとフィルム極板かいわ
ゆる浮いたような状態になっていた。従って、第６図の
曲線Ａか１時間はどで放電末期を示したのはこのＮ１エ
キスパ／トメタルとフィルム極板の接触不良が原因とい
える。
と、本発明に係る電極は色が変化しているたけであった
が、Ｎｉエキスバンドメタルにフィルム極板をはさんだ
電極は、Ｎ１エキスバンドメタルとフィルム極板かいわ
ゆる浮いたような状態になっていた。従って、第６図の
曲線Ａか１時間はどで放電末期を示したのはこのＮ１エ
キスパ／トメタルとフィルム極板の接触不良が原因とい
える。
このように接触不良の発生は必然的に起こるものでこれ
はたぶん充電時にはフィルム極板の膨張によってＮ１エ
キスバンドメタルかおし拡げられるが、放電時のフィル
ム極板の収縮時には、元にもどらないためその間にすき
壕があくためであろう。
はたぶん充電時にはフィルム極板の膨張によってＮ１エ
キスバンドメタルかおし拡げられるが、放電時のフィル
ム極板の収縮時には、元にもどらないためその間にすき
壕があくためであろう。
以上のように、 −２、フィル
ム極−芯拐−フィルム極という形のサンドインチ構造を
もった負極においてはＮｉエキスバンドメタル全体を負
極月相を包み込む形なので、物理的強度も大で集電効率
も非常にすばらしいものであった。
もった負極においてはＮｉエキスバンドメタル全体を負
極月相を包み込む形なので、物理的強度も大で集電効率
も非常にすばらしいものであった。
発明の効果
本発明は四フッ化エチレン樹脂と金属粉からなる負極の
集電効率を高め、その信頼性を向上させることができる
。
集電効率を高め、その信頼性を向上させることができる
。
第１図は従来の一実施例の負極の断面構成図、第２図は
本発明の一実施例の負極の断面構成図、第３図は本発明
の比較例の負極の構成図、第４図は特性比較するための
試験槽の構成図、第５図は従来例と本発明の一実施例の
負極の特性図である。 ３・ ・Ｎｉエキスバンド、４ ・・・・フィルム極板
。 １図 、 第３図 第４図
本発明の一実施例の負極の断面構成図、第３図は本発明
の比較例の負極の構成図、第４図は特性比較するための
試験槽の構成図、第５図は従来例と本発明の一実施例の
負極の特性図である。 ３・ ・Ｎｉエキスバンド、４ ・・・・フィルム極板
。 １図 、 第３図 第４図
Claims (2)
- （１） アルカリ金属イオンを吸蔵・放出する金属まし
だことを特徴とする非水電解質２次電池の負極。 - （２）芯拐ば、Ｎｉ等のエキスバンドメタル、パンチン
グメタル、またはネット等のメツシュ状の材料であるこ
と全特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非水電解質
２次電池の負極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231735A JPS60124369A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 非水電解質２次電池の負極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58231735A JPS60124369A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 非水電解質２次電池の負極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60124369A true JPS60124369A (ja) | 1985-07-03 |
Family
ID=16928211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58231735A Pending JPS60124369A (ja) | 1983-12-08 | 1983-12-08 | 非水電解質２次電池の負極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60124369A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63202852A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | シ−ト状電極体の製造法 |
| WO2022230658A1 (ja) * | 2021-04-26 | 2022-11-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池、及び非水電解質二次電池の製造方法 |
-
1983
- 1983-12-08 JP JP58231735A patent/JPS60124369A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63202852A (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | シ−ト状電極体の製造法 |
| WO2022230658A1 (ja) * | 2021-04-26 | 2022-11-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解質二次電池、及び非水電解質二次電池の製造方法 |
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