JPS60175366A - リチウム−アルミニウム合金電極の製造方法 - Google Patents
リチウム−アルミニウム合金電極の製造方法Info
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- JPS60175366A JPS60175366A JP59030949A JP3094984A JPS60175366A JP S60175366 A JPS60175366 A JP S60175366A JP 59030949 A JP59030949 A JP 59030949A JP 3094984 A JP3094984 A JP 3094984A JP S60175366 A JPS60175366 A JP S60175366A
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- electrode
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- 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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
- H01M4/08—Processes of manufacture
- H01M4/12—Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
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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】
〔技術分野〕
本発明はリチウム−アルミニウム合金電極の製造方法に
関する。
関する。
リチウム二次電池の負極として種々の合金が提案されて
いるが、その中でも特にリチウム−アルミニウム合金が
優れているとされている。これはリチウム単独では活性
すぎて電解液と反応しやすく、かつ充電時デンドライト
を生成しやすいのに対し、リチウム−アルミニウム合金
はリチウムはど活性でなく電解液と反応することが少な
く、しかもリチウムとアルミニウムとの合金化速度が速
いので、充電時デンドライト化しようとするリチウムと
アルミニウムとが敏速に反応してデンドライトの生成を
抑制する能力が大きいからである。
いるが、その中でも特にリチウム−アルミニウム合金が
優れているとされている。これはリチウム単独では活性
すぎて電解液と反応しやすく、かつ充電時デンドライト
を生成しやすいのに対し、リチウム−アルミニウム合金
はリチウムはど活性でなく電解液と反応することが少な
く、しかもリチウムとアルミニウムとの合金化速度が速
いので、充電時デンドライト化しようとするリチウムと
アルミニウムとが敏速に反応してデンドライトの生成を
抑制する能力が大きいからである。
しかしながら、このリチウム−アルミニウム合金は、リ
チウムに比べて固く、成形性、負極缶への圧着性が悪い
という欠点がある。
チウムに比べて固く、成形性、負極缶への圧着性が悪い
という欠点がある。
そのため、従来からもリチウム−アルミニウム合金電極
の作製方法に関し種々の提案があり、たとえば米国特許
第３，６０７，４１３号明細書では金属リチウムと金属
アルミニウムとを溶融してリチウム−アルミニウム合金
電極を作製することが提案されている。しかしながら、
この方法ではリチウムとアルミニウムとの融点が大きく
異なるため、合金化しうる組成比に限界があり、リチウ
ムが多くなると電極作製が困難である。また米国特許第
４゜０５６．４１３号明細書では金属リチウムホイルと
金属アルミニウムボイルとを重ね合わせラミネート状と
し、これを電解液に接触させて合金化して電極を作製す
る方法が提案されているが、この場合、リチウムホイル
とアルミニウムボイルとの接合がむつかしいという問題
がある。
の作製方法に関し種々の提案があり、たとえば米国特許
第３，６０７，４１３号明細書では金属リチウムと金属
アルミニウムとを溶融してリチウム−アルミニウム合金
電極を作製することが提案されている。しかしながら、
この方法ではリチウムとアルミニウムとの融点が大きく
異なるため、合金化しうる組成比に限界があり、リチウ
ムが多くなると電極作製が困難である。また米国特許第
４゜０５６．４１３号明細書では金属リチウムホイルと
金属アルミニウムボイルとを重ね合わせラミネート状と
し、これを電解液に接触させて合金化して電極を作製す
る方法が提案されているが、この場合、リチウムホイル
とアルミニウムボイルとの接合がむつかしいという問題
がある。
本発明は成形がしやすく、かつ負極缶への圧着が容易で
、しかもリチウムとアルミニウムとの組成比を種々に変
え得るリチウム−アルミニウム合金電極の製造方法を提
供することを目的とする。
、しかもリチウムとアルミニウムとの組成比を種々に変
え得るリチウム−アルミニウム合金電極の製造方法を提
供することを目的とする。
本発明は前述した従来技術とは発想を異にし、リチウム
−アルミニウム合金粉末にリチウム粉末を添加して加圧
成形することにより、リチウム粉末の粘着性を利用して
リチウム−アルミニウム合金粉末の成形性の悪さを改良
し、成形性がよく、かつ負極缶への圧着性の良好なりヂ
ウムーアルミニウム合金電極が得られるようにしたもの
である。
−アルミニウム合金粉末にリチウム粉末を添加して加圧
成形することにより、リチウム粉末の粘着性を利用して
リチウム−アルミニウム合金粉末の成形性の悪さを改良
し、成形性がよく、かつ負極缶への圧着性の良好なりヂ
ウムーアルミニウム合金電極が得られるようにしたもの
である。
またリチウム粉末をリチウム−アルミニウム合金粉末に
添加する際、リチウム粉末の量を変えることによって種
々の組成のリチウム−アルミニウム合金電極をつくるこ
とができるようにしたものである。
添加する際、リチウム粉末の量を変えることによって種
々の組成のリチウム−アルミニウム合金電極をつくるこ
とができるようにしたものである。
リチウム−アルミニウム合金は一般にリチウムとアルミ
ニウムとの組成比が原子量比で５０〜６５：５０〜３５
のものがつくられているが、本発明の方法によれば既に
上記のような組成比を持つリチウム−アルミニウム合金
粉末にリチウム粉末を添加して電極を作製するので、リ
チウムの組成がもともとのリチウム−アルミニウム合金
よりも多いリチウム−アルミニウム合金電極を作ること
ができる。しかも、その際、リチウム粉末の量を変える
ことにより、種々の組成のりチウム−アルミニウム合金
電極を作ることができる。
ニウムとの組成比が原子量比で５０〜６５：５０〜３５
のものがつくられているが、本発明の方法によれば既に
上記のような組成比を持つリチウム−アルミニウム合金
粉末にリチウム粉末を添加して電極を作製するので、リ
チウムの組成がもともとのリチウム−アルミニウム合金
よりも多いリチウム−アルミニウム合金電極を作ること
ができる。しかも、その際、リチウム粉末の量を変える
ことにより、種々の組成のりチウム−アルミニウム合金
電極を作ることができる。
成形性、負極缶への圧着性を改良する観点からはたとえ
ばリチウムとアルミニウムとの原子量比が５０ ： ５
０のリチウム−アルミニウム合金粉末に対してリチウム
粉末を全体中１０重量％以上になるように添加すれば目
的を達し得、リチウム粉末の添加量を増加すればするほ
ど成形性、負極缶への圧着性は改善できる。
ばリチウムとアルミニウムとの原子量比が５０ ： ５
０のリチウム−アルミニウム合金粉末に対してリチウム
粉末を全体中１０重量％以上になるように添加すれば目
的を達し得、リチウム粉末の添加量を増加すればするほ
ど成形性、負極缶への圧着性は改善できる。
しかしながら、リチウムの組成比が高くなりすぎるとリ
チウム−アルミニウム合金電極としての優位性が損なわ
れるので、リチウムを原子量比で９０％以下にするのが
好ましい。
チウム−アルミニウム合金電極としての優位性が損なわ
れるので、リチウムを原子量比で９０％以下にするのが
好ましい。
加圧成形は従来と同様に金型を用いて行なわれる。成形
時の圧力としては、従来約２〜３ｔ／ｃ＋ｆｌ程度要し
たのに対し、本発明の方法によれば０．４〜Ｉｔ／ｃＪ
程度で加圧成形できる。もとより、より高い圧力で加圧
成形することももちろん可能である。
時の圧力としては、従来約２〜３ｔ／ｃ＋ｆｌ程度要し
たのに対し、本発明の方法によれば０．４〜Ｉｔ／ｃＪ
程度で加圧成形できる。もとより、より高い圧力で加圧
成形することももちろん可能である。
つぎに実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例
原子量比で約５０％のリチウムを含むリチウム−アルミ
ニウム合金粉末（約３００メツシユ）とリチウム粉末（
約３００メツシユ）とを重量比８５ ： １５の割合で
混合し、約０．６ ｔ’／ｃｆｆｌの圧力で直径約１３
ｍｍ、厚さ約０．４ ｍｍのベレット状に成形した。こ
のようにして製造されたりチウム−アルミニウム合金電
極を６０メツシユのステンレス鋼（Ｓ Ｏ５３１Ｂ ）
網をスポット溶接した負極缶に圧着した。上記リチウム
−アルミニウム合金電極中の含有リチウム量は原子量比
で約６５％である。
ニウム合金粉末（約３００メツシユ）とリチウム粉末（
約３００メツシユ）とを重量比８５ ： １５の割合で
混合し、約０．６ ｔ’／ｃｆｆｌの圧力で直径約１３
ｍｍ、厚さ約０．４ ｍｍのベレット状に成形した。こ
のようにして製造されたりチウム−アルミニウム合金電
極を６０メツシユのステンレス鋼（Ｓ Ｏ５３１Ｂ ）
網をスポット溶接した負極缶に圧着した。上記リチウム
−アルミニウム合金電極中の含有リチウム量は原子量比
で約６５％である。
上記ベレット状リチウム−アルミニウム合金電極製造時
の不良率を第１表に示す。また上記ペレット状リチウム
−アルミニウム合金電極を負極缶に圧着した際の不良率
を第２表に示す。なお不良率とは両者ともベレットに端
部の欠けやひび割れが生じた率をいう。
の不良率を第１表に示す。また上記ペレット状リチウム
−アルミニウム合金電極を負極缶に圧着した際の不良率
を第２表に示す。なお不良率とは両者ともベレットに端
部の欠けやひび割れが生じた率をいう。
上記ペレット状リチウム−アルミニウム合金電極を負極
に用い、正極に二硫化チタン合剤を用い、電解液に１，
３−ジオキソランとＬ２−ジメトキシエタンとの容量比
が７０ ： ３０の混合溶媒にＬｉＢ（ＣＥ Ｈ５）４
を０．６モル／７！熔解したものを用いて第１図に示す
ようなリチウム二次電池を組み立てた。
に用い、正極に二硫化チタン合剤を用い、電解液に１，
３−ジオキソランとＬ２−ジメトキシエタンとの容量比
が７０ ： ３０の混合溶媒にＬｉＢ（ＣＥ Ｈ５）４
を０．６モル／７！熔解したものを用いて第１図に示す
ようなリチウム二次電池を組み立てた。
第１図において、１は負極缶、２は前記ステンレス鋼（
ＳＵＳ３１６）製網よりなる負極集電体、３は負極とし
ての前記リチウム−アルミニウム合金電極、４は微孔性
ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ、５はポリ
プロピレン不織布よりなる電解液吸収体である。６は二
硫化チタン合剤を加圧成形してなる正極、７はステンレ
ス鋼（ＳＵＳ３１６）網よりなる正極側の集電体で、８
は正極缶であり、９はポリプロピレン製の環状ガスケッ
トである。
ＳＵＳ３１６）製網よりなる負極集電体、３は負極とし
ての前記リチウム−アルミニウム合金電極、４は微孔性
ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ、５はポリ
プロピレン不織布よりなる電解液吸収体である。６は二
硫化チタン合剤を加圧成形してなる正極、７はステンレ
ス鋼（ＳＵＳ３１６）網よりなる正極側の集電体で、８
は正極缶であり、９はポリプロピレン製の環状ガスケッ
トである。
この電池を１ ｍ Ａ ／ ｃＪで１．５■まで放電し
、０゜−６ｍＡ／ＣＩＡで２．７■まで充電する充放電
を繰り返し、充放電サイクル数の増加に伴なう正極の二
硫化チタンの利用率の変化および充放電比の変化を調べ
、その結果を第２図に示した。
、０゜−６ｍＡ／ＣＩＡで２．７■まで充電する充放電
を繰り返し、充放電サイクル数の増加に伴なう正極の二
硫化チタンの利用率の変化および充放電比の変化を調べ
、その結果を第２図に示した。
なお充放電比とは各充放電サイクルでの放電電気量（ｍ
Ａｈ）／充電電気量（ｍＡｈ）であり、充放電比が小さ
いほど充放電特性が優れていることを示すものである。
Ａｈ）／充電電気量（ｍＡｈ）であり、充放電比が小さ
いほど充放電特性が優れていることを示すものである。
比較例
原子量比で約６５％のリチウムを含むリチウム−アルミ
ニウム合金粉末（約３００メツシユ）を２ｔ／ ｃＪの
圧力で直径約１３「ｍ、厚さ約０．４ ｍｍのペレット
状に加圧成形した。
ニウム合金粉末（約３００メツシユ）を２ｔ／ ｃＪの
圧力で直径約１３「ｍ、厚さ約０．４ ｍｍのペレット
状に加圧成形した。
上記のようにして製造されたリチウム−アルミニウム合
金電極を６０メツシユのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）
網をスポット溶接した負極缶に圧着した。
金電極を６０メツシユのステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）
網をスポット溶接した負極缶に圧着した。
上記リチウム−アルミニウム合金電極製造時の不良率を
第１表に、またリチウム−アルミニウム合金電極を負極
缶に圧着したときの不良率を第２表に示す。
第１表に、またリチウム−アルミニウム合金電極を負極
缶に圧着したときの不良率を第２表に示す。
また、上記リチウム−アルミニウム合金電極を負極とし
て用いたほかは実施例と同様にしてリチウム二次電池を
組み立て、該電池を前記実施例の場合と同条件で充放電
させ、実施例と同様にして充放電特性を調べた結果を第
２図に示す。なお、電池はいずれも負極のリチウムの電
気容量が約７２ｍＡｈ、正極の二硫化チタンの電気容量
が約２０ｍＡｈである。
て用いたほかは実施例と同様にしてリチウム二次電池を
組み立て、該電池を前記実施例の場合と同条件で充放電
させ、実施例と同様にして充放電特性を調べた結果を第
２図に示す。なお、電池はいずれも負極のリチウムの電
気容量が約７２ｍＡｈ、正極の二硫化チタンの電気容量
が約２０ｍＡｈである。
第１表
第２表
第１表および第２表に示す結果から明らかなように、本
発明の方法によれば従来法に比べ電極製造時、負極缶へ
の圧着時とも不良率が非常に少ない。
発明の方法によれば従来法に比べ電極製造時、負極缶へ
の圧着時とも不良率が非常に少ない。
、また第２図に示すように、本発明の方法により赳４告
六引ナー１１壬ウムー７ルミニカム企全雷縄を■いた電
池は、従来法で製造されたリチウム−アルミニウム合金
電極を用いた電池に比べて、充放電比が小さく、二硫化
チタンの利用率が大きく、充放電特性が優れていた。
六引ナー１１壬ウムー７ルミニカム企全雷縄を■いた電
池は、従来法で製造されたリチウム−アルミニウム合金
電極を用いた電池に比べて、充放電比が小さく、二硫化
チタンの利用率が大きく、充放電特性が優れていた。
以上述べたように、本発明によれば、電極製造時や負極
缶への圧着時の不良率が非常に小さいリチウム−アルミ
ニウム合金電極を得ることができる。また、リチウムと
アルミニウムとの組成比を種々に変えたリチウム−アル
ミニウム合金電極が容易に得られる。
缶への圧着時の不良率が非常に小さいリチウム−アルミ
ニウム合金電極を得ることができる。また、リチウムと
アルミニウムとの組成比を種々に変えたリチウム−アル
ミニウム合金電極が容易に得られる。
第１図は本発明の方法によって製造されたりチウム−ア
ルミニウム合金電極を用いた電池の一例を示す断面図で
あり、第２図は本発明の方法によって製造されたりチウ
ム−アルミニウム合金電極を用いた電池と従来法によっ
て製造されたりチウム−アルミニウム合金電極を用いた
電池の充放電特性を示す図である。 ３・・・リチウム−アルミニウム合金電極、６・・・正
極 特許出願人 日立マクセル株式会社 ７？１図 許、２図 記数、電すイク１し較 （回）
ルミニウム合金電極を用いた電池の一例を示す断面図で
あり、第２図は本発明の方法によって製造されたりチウ
ム−アルミニウム合金電極を用いた電池と従来法によっ
て製造されたりチウム−アルミニウム合金電極を用いた
電池の充放電特性を示す図である。 ３・・・リチウム−アルミニウム合金電極、６・・・正
極 特許出願人 日立マクセル株式会社 ７？１図 許、２図 記数、電すイク１し較 （回）
Claims (1)
- ＋１１ リチウム−アルミニウム合金粉末にリチウム粉
末を添加して加圧成形することを特徴とするリチウム−
アルミニウム合金電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030949A JPS60175366A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | リチウム−アルミニウム合金電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59030949A JPS60175366A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | リチウム−アルミニウム合金電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60175366A true JPS60175366A (ja) | 1985-09-09 |
Family
ID=12317923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59030949A Pending JPS60175366A (ja) | 1984-02-20 | 1984-02-20 | リチウム−アルミニウム合金電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60175366A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288262A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 二次電池 |
| JPS62139276A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-22 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
-
1984
- 1984-02-20 JP JP59030949A patent/JPS60175366A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6288262A (ja) * | 1985-10-14 | 1987-04-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 二次電池 |
| JP2594035B2 (ja) * | 1985-10-14 | 1997-03-26 | 三洋電機株式会社 | 二次電池 |
| JPS62139276A (ja) * | 1985-12-12 | 1987-06-22 | Hitachi Maxell Ltd | リチウム二次電池 |
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