JPS6025160A - 非水電解液電池 - Google Patents
非水電解液電池Info
- Publication number
- JPS6025160A JPS6025160A JP13409083A JP13409083A JPS6025160A JP S6025160 A JPS6025160 A JP S6025160A JP 13409083 A JP13409083 A JP 13409083A JP 13409083 A JP13409083 A JP 13409083A JP S6025160 A JPS6025160 A JP S6025160A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- positive electrode
- lithium
- negative electrode
- discharge
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/16—Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (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。
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、近年、電子ウォッチをはじめ、各種小型携帯
電子機器に盛んに用いら扛つつあるリチウム負極と二酸
化マンガン正極の組合せからなる非水電解液電池の放電
後の膨らみ防止に関するもので、特に形状としては、コ
イン型電池に対して有用である。
電子機器に盛んに用いら扛つつあるリチウム負極と二酸
化マンガン正極の組合せからなる非水電解液電池の放電
後の膨らみ防止に関するもので、特に形状としては、コ
イン型電池に対して有用である。
く従来技術〉
膨らむという現象があシ、特にコイン型電池では放電末
期および、過放電領域においては、放電前の電池総高の
約１２０１にも達することもあった。このため、電子ウ
ォッチ、電卓等の精密機器にとｎらの電池が塔載さ２″
した場合、放電末期および過放電領域において、電池膨
らみのために、機器な損傷することがしばしばあった。
期および、過放電領域においては、放電前の電池総高の
約１２０１にも達することもあった。このため、電子ウ
ォッチ、電卓等の精密機器にとｎらの電池が塔載さ２″
した場合、放電末期および過放電領域において、電池膨
らみのために、機器な損傷することがしばしばあった。
〈発明の目的〉
本発明は、前記従来の欠点を除去したもので、放電膨ら
みが極めて少ないリチウム／二酸化マンガン電池を提供
することを目的とするものである〈発明の横取。作用動
作〉 本発明者らは、こしらの原因を調査した結果、放電に伴
なう電池膨らみは、（１）放電量に依存していること、
（り放電量に依存して正極体が膨潤していること、（３
）ガス発生による内圧増加はほとんど認めらｎないこと
、を確認した。さらに、電池膨らみは、この種の電池の
放電反応式として提案さｎている Ｌ ｉ −１−Ｍ
ｎＯ、−＋ Ｍ ｎ（１１１）Ｏ！（Ｌ ｉ ＋（６）
） ）などによる本質的な正極体の体積増加による結果であ
ることをつきとめ、さらに、正極中のＭ％０寓量と、リ
チウム量、電解液層または空隙層などによシ決まること
を見い出した。本発明の構成は、電池膨らみを極めて少
なくするための前記ＭｔＬＯ，量、Ｌ（量、電解液およ
びまたは空隙層の量的関係を規定したものである。
みが極めて少ないリチウム／二酸化マンガン電池を提供
することを目的とするものである〈発明の横取。作用動
作〉 本発明者らは、こしらの原因を調査した結果、放電に伴
なう電池膨らみは、（１）放電量に依存していること、
（り放電量に依存して正極体が膨潤していること、（３
）ガス発生による内圧増加はほとんど認めらｎないこと
、を確認した。さらに、電池膨らみは、この種の電池の
放電反応式として提案さｎている Ｌ ｉ −１−Ｍ
ｎＯ、−＋ Ｍ ｎ（１１１）Ｏ！（Ｌ ｉ ＋（６）
） ）などによる本質的な正極体の体積増加による結果であ
ることをつきとめ、さらに、正極中のＭ％０寓量と、リ
チウム量、電解液層または空隙層などによシ決まること
を見い出した。本発明の構成は、電池膨らみを極めて少
なくするための前記ＭｔＬＯ，量、Ｌ（量、電解液およ
びまたは空隙層の量的関係を規定したものである。
〈実施例〉
本発明の実施例は、第１図に示すような断面構造を有す
るコイン現電池の場合である。まず、負極端子を兼ねる
ステンレス鋼板（０，２５１ｉＩ１１厚さ）からなる負
極缶１、にステンレス網からなる負極集電体２が２ケ所
スポット溶接さｎた。負極活物質であるリチウムは、シ
ート状に加工されたリチウム箔から打抜か牡、前記負極
缶１内の負極東電体２に十分に圧着さｔ′Ｌｆｃ０一方
、ステンレス鋼板（０−２５ｍ厚さ）からなる正極端子
を兼ねる正極缶４の内側周縁部に、ポリプロピレンから
なるガスケット７を載置一体化し、更に正極缶中央部に
Ｍｆ＆Ｏ□を主活物質とする正極体５を載置した。この
正極体は、市販のｆ、−Ｍｈｏ□を４００℃で４時間大
気中で加熱処理した後、ＭｎＯ２８６重量部、黒鉛８重
量部、テフロン粉末２重量部、カルボキシメチルセルロ
ーズ４重量部の割合で十分混合し、所足重量を測りとシ
２〜６ ｔｏｎ ／−の圧力で成形したものを、最後に
、真空度１０−＊ ｔａｒｒ、温度１８０℃で約８時間
、脱水のための乾燥処理が施さ扛たものである。
るコイン現電池の場合である。まず、負極端子を兼ねる
ステンレス鋼板（０，２５１ｉＩ１１厚さ）からなる負
極缶１、にステンレス網からなる負極集電体２が２ケ所
スポット溶接さｎた。負極活物質であるリチウムは、シ
ート状に加工されたリチウム箔から打抜か牡、前記負極
缶１内の負極東電体２に十分に圧着さｔ′Ｌｆｃ０一方
、ステンレス鋼板（０−２５ｍ厚さ）からなる正極端子
を兼ねる正極缶４の内側周縁部に、ポリプロピレンから
なるガスケット７を載置一体化し、更に正極缶中央部に
Ｍｆ＆Ｏ□を主活物質とする正極体５を載置した。この
正極体は、市販のｆ、−Ｍｈｏ□を４００℃で４時間大
気中で加熱処理した後、ＭｎＯ２８６重量部、黒鉛８重
量部、テフロン粉末２重量部、カルボキシメチルセルロ
ーズ４重量部の割合で十分混合し、所足重量を測りとシ
２〜６ ｔｏｎ ／−の圧力で成形したものを、最後に
、真空度１０−＊ ｔａｒｒ、温度１８０℃で約８時間
、脱水のための乾燥処理が施さ扛たものである。
次に正極缶４内の正極体５の上にポリプロピレン不織布
からなるセパレーター６を載置し、このセパレーター上
に、プロピレンと１．２ジメトキシエタンの等量比混合
液に過塩素酸リチウムｔ−１モル濃度に溶解し、脱水し
た電解液を所定量注入した。最後に前記したリチウムを
圧着した負極缶１を正極缶４内にガスケット７を介して
圧入一体化し、正極缶４の端部を内方にかしめて電池を
作成した。こｎらの組立は、大気中の水分の影響を受け
ないように高純度Ａｒ中にて行わｎｆｔ。なお、本実施
例の電池は、すべて、外径２０ｍｍ、総高１゜５５±０
３０２−の寸法であった。このような製造条件で、正極
体重量と総厚、リチウム負極の重量、および電解液層を
種々変化させて電池を作成した。なおこの場合の正極体
とリチウム負極体は、１５ｆｆｌ径で、その対向面積差
は１０チ以内とし７’Ｃ。
からなるセパレーター６を載置し、このセパレーター上
に、プロピレンと１．２ジメトキシエタンの等量比混合
液に過塩素酸リチウムｔ−１モル濃度に溶解し、脱水し
た電解液を所定量注入した。最後に前記したリチウムを
圧着した負極缶１を正極缶４内にガスケット７を介して
圧入一体化し、正極缶４の端部を内方にかしめて電池を
作成した。こｎらの組立は、大気中の水分の影響を受け
ないように高純度Ａｒ中にて行わｎｆｔ。なお、本実施
例の電池は、すべて、外径２０ｍｍ、総高１゜５５±０
３０２−の寸法であった。このような製造条件で、正極
体重量と総厚、リチウム負極の重量、および電解液層を
種々変化させて電池を作成した。なおこの場合の正極体
とリチウム負極体は、１５ｆｆｌ径で、その対向面積差
は１０チ以内とし７’Ｃ。
このようにして作成し−ｆｃ７種類の電池の放電前にお
ける各部寸法、重量、と、１５にΩ負荷放電容量（終止
電圧２ 、４ Ｖ）お↓び１５にΩ負荷での過放電膨ら
み量を第１表に示す。ここでの過放電膨らみ量は、１５
にΩ負荷放電で放電電圧が１．０±０、ＩＶＫ達したと
きにおける放電前電池総高からの増加量である。また各
位は、そｎぞｊＬ ｎ ＝ １２の平均値である。
ける各部寸法、重量、と、１５にΩ負荷放電容量（終止
電圧２ 、４ Ｖ）お↓び１５にΩ負荷での過放電膨ら
み量を第１表に示す。ここでの過放電膨らみ量は、１５
にΩ負荷放電で放電電圧が１．０±０、ＩＶＫ達したと
きにおける放電前電池総高からの増加量である。また各
位は、そｎぞｊＬ ｎ ＝ １２の平均値である。
５−
第 １ 表
こｎらの結果から、わかることは、過放電膨らみ量は、
Ｌ（厚、Ｍ２Ｏ，量、正極体厚が減少し、電解液層が増
加するにつｎて、減少することである。このとき浩然の
ことながら正角両活物質が減少するために、放電容量も
減少する。
Ｌ（厚、Ｍ２Ｏ，量、正極体厚が減少し、電解液層が増
加するにつｎて、減少することである。このとき浩然の
ことながら正角両活物質が減少するために、放電容量も
減少する。
しかし、とｎらの現象をもつと詳細にみると、ＭｎＯ，
量が同じでも、成形圧力を高めて正極体厚さを減少させ
るとほぼその減少分だけ過放電膨ら６− み量も減少している。また同Ｍ％ Ｏ，量で、Ｌイ厚さ
が減少した場合は、過放電膨らみ量はやや減少している
ことがわかる。
量が同じでも、成形圧力を高めて正極体厚さを減少させ
るとほぼその減少分だけ過放電膨ら６− み量も減少している。また同Ｍ％ Ｏ，量で、Ｌイ厚さ
が減少した場合は、過放電膨らみ量はやや減少している
ことがわかる。
こｎらの詳細メカニズムについては、明らかではないが
、過放電膨らみの原因は、Ｍ？ＬＯ□正極体の放電によ
る体積増加であることは、過放電膨らみ電池のガス内圧
がほとんど認めら扛ないことから、間違いないと考えら
扛る。正極体の体積増加量は、放電前の体積によらずほ
ぼ一定であり、このことは、高い成形圧力で高密度とし
た正極体が過放電膨らみに対しては有利であることを示
している。ただし、あまりに高密度とすることは、正極
の利用率が低下につながることも認めら肚るため、好ま
しくはない、電解液は、放電に伴なって、正極体中に拡
散浸透するために、過放電膨らみを増加させる要因とは
ならないと考えらｎる。
、過放電膨らみの原因は、Ｍ？ＬＯ□正極体の放電によ
る体積増加であることは、過放電膨らみ電池のガス内圧
がほとんど認めら扛ないことから、間違いないと考えら
扛る。正極体の体積増加量は、放電前の体積によらずほ
ぼ一定であり、このことは、高い成形圧力で高密度とし
た正極体が過放電膨らみに対しては有利であることを示
している。ただし、あまりに高密度とすることは、正極
の利用率が低下につながることも認めら肚るため、好ま
しくはない、電解液は、放電に伴なって、正極体中に拡
散浸透するために、過放電膨らみを増加させる要因とは
ならないと考えらｎる。
リチウムも放電に伴なって正極中に侵入するために、リ
チウム厚さは減少する。しかし第１銑の結果からは、放
を前Ｖこリチウム厚さを小さくしておいても、リチウム
減少率を正極体増加率が上回るために、結局電池ツクラ
ミとなることを示していると考えらｎる。以上の結果か
ら、過放電膨らみ量が、実用上実質的に問題とならない
範囲で、次式のような実験式を得た。
チウム厚さは減少する。しかし第１銑の結果からは、放
を前Ｖこリチウム厚さを小さくしておいても、リチウム
減少率を正極体増加率が上回るために、結局電池ツクラ
ミとなることを示していると考えらｎる。以上の結果か
ら、過放電膨らみ量が、実用上実質的に問題とならない
範囲で、次式のような実験式を得た。
すなわち、電極直積８−で、Ｍｍ９の二酸化マンガンを
用いたときに、電池内のリチウム厚さｔｘ＝ｉと電解液
層ｔＩＩｔおよびガス層ｔｇの関係は（ｇＬｉ＋ ｔ
ｍＬ＋ｔ １１）Ｐ％、≧Ｏ−８５Ｘ８ＸＭｐｍ／ｍｇ
。
用いたときに、電池内のリチウム厚さｔｘ＝ｉと電解液
層ｔＩＩｔおよびガス層ｔｇの関係は（ｇＬｉ＋ ｔ
ｍＬ＋ｔ １１）Ｐ％、≧Ｏ−８５Ｘ８ＸＭｐｍ／ｍｇ
。
−のようであｎば、約５０μ情以下の過放電膨らみ量以
下となる。こ扛らは、勿論、正、電極缶の機械的強度と
も関係あるが、実用上の範囲では、はぼこの式にしたが
うことが別の実験で確かめらｎている。また、過放電膨
らみのメカニズムから、正、負極体の対向面積差は約１
０チ以内で６３ば、この式は成立するが、あまりに面積
が異なると、成立しないのは、云うまでもないことであ
る。
下となる。こ扛らは、勿論、正、電極缶の機械的強度と
も関係あるが、実用上の範囲では、はぼこの式にしたが
うことが別の実験で確かめらｎている。また、過放電膨
らみのメカニズムから、正、負極体の対向面積差は約１
０チ以内で６３ば、この式は成立するが、あまりに面積
が異なると、成立しないのは、云うまでもないことであ
る。
本発明は、以上詳述したように、リチウムと二酸化マン
ガンの組合せからなる電池の過放電ツクラミのメカニズ
ムにもとづいて、実用上影響の少ない過放電膨らみ電池
を、電池内のＭｈｏ、量Ｌ（量、電解液およびまたはガ
ス層の量的関係を規制することによシ、提供できたもの
であり、工業的価値大でおる。
ガンの組合せからなる電池の過放電ツクラミのメカニズ
ムにもとづいて、実用上影響の少ない過放電膨らみ電池
を、電池内のＭｈｏ、量Ｌ（量、電解液およびまたはガ
ス層の量的関係を規制することによシ、提供できたもの
であり、工業的価値大でおる。
図は、不発明実施例電池の縦断面図である。
１：電極缶 ２：負極集電体
３：リチウム負極体
４：正極缶 ５：二酸化マンガン正極体６：セパレータ
ー ７：ガスケット 以上 ９−
ー ７：ガスケット 以上 ９−
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 リチウムからなる負極、二酸化マンガン金主活物質とす
る正極、非水溶媒に無機電解質を溶解した電解液からな
）、負極体と正極体の対向面積差が１０４以内の組合せ
からなる非水電解液電池において、ＭＣＴＩＬｙ ）の
二酸化マンガンからなる５（−）の負極対向面積の正極
体を用いたときに、電池内リチウム厚さくｔ Ｌ （）
と電解液層Ｃｔｍｔ）およびガス層Ｃｔ Ｊｉ’）の和
が、次式％式％ を満足することを特徴とする非水電解液電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13409083A JPS6025160A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13409083A JPS6025160A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 非水電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6025160A true JPS6025160A (ja) | 1985-02-07 |
Family
ID=15120186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13409083A Pending JPS6025160A (ja) | 1983-07-22 | 1983-07-22 | 非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6025160A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63190062A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-08-05 | 東芝ホームテクノ株式会社 | スチ−マ− |
| CH682326A5 (ja) * | 1990-06-11 | 1993-08-31 | Alusuisse Lonza Services Ag |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5699972A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Flat battery and its manufacturing process |
| JPS57152675A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Monaqueous electrolyte battery |
| JPS57154772A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nonaqueous electrolyte cell |
-
1983
- 1983-07-22 JP JP13409083A patent/JPS6025160A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5699972A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Flat battery and its manufacturing process |
| JPS57152675A (en) * | 1981-03-18 | 1982-09-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Monaqueous electrolyte battery |
| JPS57154772A (en) * | 1981-03-19 | 1982-09-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Nonaqueous electrolyte cell |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63190062A (ja) * | 1987-01-31 | 1988-08-05 | 東芝ホームテクノ株式会社 | スチ−マ− |
| JPH07160B2 (ja) * | 1987-01-31 | 1995-01-11 | 東芝ホームテクノ株式会社 | スチ−マ− |
| CH682326A5 (ja) * | 1990-06-11 | 1993-08-31 | Alusuisse Lonza Services Ag |
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