JPS61183867A - 織成グラスフアイバーセパレータを備える蓄電池 - Google Patents

織成グラスフアイバーセパレータを備える蓄電池

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JPS61183867A
JPS61183867A JP61023659A JP2365986A JPS61183867A JP S61183867 A JPS61183867 A JP S61183867A JP 61023659 A JP61023659 A JP 61023659A JP 2365986 A JP2365986 A JP 2365986A JP S61183867 A JPS61183867 A JP S61183867A
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cathode
anode
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glass fiber
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    • H01M50/409Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
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    • H01M50/434Ceramics
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は広義には、陽極と、陰極と、陽極及び陰極間に
電気化学的連通を形成するだめの電解溶液と、陽極及び
陰極を物理的に分離するべく陽極及び陰極間に配置され
た七ノぐレータとを含む型の斑気化学的蓄電池に係る。
より詳細には、本発明は、七ノ3レータを織成グラスフ
ァイバー織物で構成した場合に驚異的且つ予期しない電
気化学的電池容量が達せられるという新規な発見に基づ
いている。
携帯可能な電力源に関する軍事上、画業上、及び消費者
上の疲件に合致すべく、種々の電気化学的電池が開発さ
れている。水を含まない電解媒とを使用する非水性蓄電
池は、広い応用範囲にわたってセル電圧及びエネルギー
密度の両者に高い値が望まれる各種の用途に好適である
。様々の型の非水性蓄電池が提案されており、その大半
は、プロピレンカーボネート又はジオキソランのような
非プロトン性溶媒に浸漬されたリチウム陽極と固体無機
陰極とを使用している。
他の型の非水性蓄電池としては、二酸化硫黄、塩化チオ
ニル、塩化スルホニル又は電池中で電解媒質及び減極剤
として機能する同様の物質のような電解質に浸漬された
リチウム又はカルシウム陽極と炭素陰極とを使用する電
池が既知である。このような溶媒減極型電池は、他の従
来型の電気化学的電池に比較してセル電圧及びエネルギ
ー密度が大きく、従って高出力及び/又は小型の電池を
必要とする用途に特に有利である。
上記に簡単に説明したような型の電池では、陽極と陰極
とを物理的に分離し、従って陽極と陰極との間の直接的
な電気接触を阻止するために、一般にセパレータが使用
されている。陽極と陰極とがどこかの個所で直接接触す
ると、電気的短絡が当然生じ、その結果、電池の蓄積エ
ネルギーが無益に消費される。一般に電池上/9レータ
は、機械的強度が犬であシ、電気絶縁性であり、七/Q
レーク内の電解質中にイオン伝導を形成し得るに十分な
多孔性を有していなければならず、しかも内部電池環境
内で化学的に安定でなければならない。
しかし乍ら、非水性′電池の化学的安定性の要件は達成
し難い。非水性電池、特に溶媒により減極される電池の
内部環境は、伝統的な型の電池で七ノtレータとして使
用されているプラスチック及び天然繊維材料に対して化
学的に侵食性である。このため、従来の溶媒減極型電池
は、グラスファイグラスファイバーは絶縁性が高く、殆
んどの非水性電池環境内で安定性であり、各種の電池用
途に合わせて非織成ウェブ又はマット構造を形成するこ
とができる。しかし乍ら、グラスファイバーは元来滑ら
かな棒状構造なので1例えば非織成ウェブに形成する場
合、天然繊維はど容易には、相互に機械的−からみ合わ
ない。従って、グラスファイバーの非織成ウェブは機械
的強度が弱いという傾向がある。
この機械的弱さを克服するためには、非織成グラスファ
イバーウェブに樹脂性結合剤を配合することが通例であ
る。即ち、非織成グラスファイ−ぐ−ウェブは、実際に
形成される非織成ウェブを強化するべくファイバーを相
互に容易に接着させるために、樹脂性結合剤を配合され
ることが好ましい。しかし乍ら、樹脂性結合剤が溶媒又
は他の電池成分により化学的に侵食されると、非織成グ
ラシ劣化され得るという問題が残っている。従って、樹
脂性結合剤の劣化による反応生成物が長期間にわたって
電池中に多量に蓄積され得、その結果、不良な放電性能
、容量の低下、又は内部短絡もしくは他の有害な効果を
生じる傾向等、電池性能の低下は明白である。
本発明は、電気化学的電池でセパレータとして使用され
ている従来の非織成グラスファイバーウェブに関する上
記の多くの問題を解決するものである。即ち、織成グラ
スファイバー織物(7アプリツク)をセ/にレータとし
て使用した場合、非織成グラスファイバーウェブに比較
して機械的強度が大きいばかりでなく、電池性能を著し
く増加できることが発見された。
織物に交織されたグラスファイバーは、潜在的に不安定
な結合剤樹脂をセックレータに添加することなく、従来
の非織成グラスファイバーウェブに比較して機械的強度
を増加できることが明白である。織成グラスファイバー
セパレータのスフれたブリックを電気化学的電池の七ノ
ぐレータとして使用すると、セル容量の著しい増加を得
られることが発見された。この驚異的且つ予期しない結
果の理由についてはまだ十分解明されていないが、以下
の好適具体例に関する詳細な説明を考察することにより
、本発明はよりよく理解されよう。
図面は本発明の電池10を示している。従来通り、電池
10は、内部電池構造15のケースとして機能する金属
缶12から構成されている。缶12け、それぞれ各端部
にしつかシと固定された正極及び負極キャップ14.1
6を備えている。缶稔の内部空間の大部分は、陰極シー
ト18、セックレータ20及び陽極シート22の連続層
(断面で図示のように)から構成される内部電池構造1
5により占められている。同様に缶12の内部空間には
、陽極及び陰極シート、それぞれ18.22間に電気化
学的連通を形成するべく適当な電解溶液(図示せず)が
収容されている。
陰極シート18、セックレータ20及びlliシート2
2から成る交互連続層は、構造15を形成するように陰
極シート18、セックレータ20及び陽極シート22を
騨旋状に巻き、ロール構造15を缶12の内部に配置す
ることにより、従来通りに形成される。
ロール構造15の上部及び下部には、適当な電気絶縁材
料の上部及び下部絶縁体部材24.26がそれぞれ配置
されている。陽極シート22と負極キャップ16との間
の電気的連通はフィードスル一部材(feed−thr
ough member ) 28により形成され、該
フィードスル一部材は、一方でフィードスル一部材28
を陽極シート22に接続し、他方でフィードスル一部材
28を負極キャップ16に接続するべく上部及び下部電
気コネクタ30.32をそれぞれ有している。フィード
スル一部材28は、フィードスル一部材28をカバー3
4のガラス質材料の電気絶縁シール36を含むカバー3
4により暉1性に配置される。陰極シート18と正極キ
ャップ14との間の電気的連通は、例えば陰極シート1
8を金属缶12に電気的に接続する電気コネクタ38に
より形成される。正極キャップ14自体が缶12の底端
部に溶着接続されているので、陰極シート18と正極キ
ャップ14との間に電気的連通が達せられる。
セックレータ20は、本発明の電池10の主要な部分を
形成してお夛、織成グラスファイバーファブリックであ
る。好ましくは、グラスファイバーファブリックから成
るセックレータ20は、約0.5聴の公称ファイバ径を
有するE型グラスファイバーから形成されている。尚、
本文中「グラスファイバー」なる語は、1本以上の溶融
ガラス流を細径化することKより形成されるフィラメン
トの意であり、このようなグラスファイバーフイラメン
成される。前記語は更に、多数のストランドを相互に撚
り合わせ及び/又は捩り合わせることにより形成される
ヤーン及びコードをも意味する。七ノ?レータ20のグ
ラスファイノーファブリックは、好ましくは縦糸と横糸
両方向にセンナメートル当たり約10本のグラスファイ
・q−を有する平織りである。所望に応じて綾織り及び
繻子織りも好適に使用できる。
織成グラスファイバーファブリックモノ2レータ20は
、陽極及び陰極間の物理的分離が必要なほぼすべての電
池で使用され得る。例えば、七ノ?レータ20は、リチ
ウム又はカルシウムが陽極シート22を構成し、酸化銅
(1)、酸化鋼(n)、酸化クロム等の固体無機陰極が
陰極シート18を構成するような電池で使用され得る。
七ノ9レータ20が使用される特に好適な電池は、適当
な無機塩(例えばL r Aj CJa )及び二酸化
硫黄、塩化チオニル、塩化スルホニル等(塩化チオニル
が特に好ましい)を含む型の電解溶液に浸漬されたリチ
ウムを含有するか又はカルシウムを含有する陽極と炭素
を含有する陰極とを含んでいる。更に、グラスファイ・
々−ファブリツクセノ9レータ20は、元来化学的に安
定しているので、プロピレンカーボネート又はジオキソ
ランのような種々の非プロトン性溶媒に接触させてもよ
い。
本発明は、以下の非限定的実施例を考察することにより
、更によく理解されよう。
実施例 電池のセ、eレータとして使用される織成グラスファイ
バーファブリツクの効果を決定するために1セル番号1
〜7の数個の電池(ニス・エイ・エフ・ティー−7メリ
カ(5AFT America )社、LSI 6/3
4型、2/3Aサイズ、リチウム/塩化チオニルセル)
を添付図面のように構成した。各セルは構造的に同一で
あるが、セル番号1〜4には従来型非織成グラスファイ
バーウェブ(クレーン+啄−−pQ −(Crane 
Paper )社製造、オノーイオ州シャグリーンーフ
ォールズの、エレクトロロック(Electroloc
k )社欺売のクレーングラス(Cr−aneglas
s 230 )、セル番号5〜7には織成グラスファイ
バーファブリック(ペンシルベニア州フィラデルフィア
、ミューチュアル・インダストリーズ(Mutual 
Industries )製造の平織りA2L14Bフ
ァブリック)を七ノ?レータ20として使用した。
本実施例の各セルは、少なくとも0.41グラムのリチ
ウム金属を含有する(例えば金属格子により)構造的に
支持されたリチウム陽極と、少なくとも039グラムの
炭素を含有する構造的に支持された陰極とを備えており
、残余は′−α解溶液に加へた不活性な結合剤物質、例
えばPTFEである。
セル番号1〜4の非織成グラスファイバーウェブを使用
前に約250Cで一晩真空乾燥した。セルフは、表面油
及び他の有機汚染物質のような表面汚染物質を焼却する
べくファブリック巻き物に約700 t:’の高温を6
0〜75時間加えることにより熱洗浄した。
相対湿度1%未満の乾燥室内で全セルを組立て、アルビ
ン充填グローブボックス中で、塩化チオニルと無機塩(
LiAjIC)、)とから成る従来型電解溶液を充填し
た。電解溶液の充填後、セルを溶着密閉した。
セル電圧が1.0ボルト未満になるまで、室温(25C
)で26.8オーム抵抗負荷を介して全セルを放電させ
た。セル放電中の電圧及び時間のデータをフリューク(
Fluke ) 2200 Bデータロガ−(Data
logger )で記録し、ヒユーレット・パラカード
(Hewlett−Packard ) 7470 A
プロッターで表示した。2.5ボルト及び2.0ボルト
のセル電圧を基準点として使用し、表示された放電曲線
から26.8オーム負荷、25rにおける蓄電池の放寅
特性 1  3.19  6.44 767 6.92 82
4  非織成2  3.21  6.22 745 6
.58 788  非織成3  3.23  5.98
 721 6.27 756  非織成4  3.23
  5.20 627 5.45 657  非織成5
 3.21 7.709227.98956 !Ili
成6 3.28 8.4510348.771073 
m成7 3.19 7.03 B377.24862織
叡上記データの結果として、全セルの平均電圧は同程度
であるが、セ・9レータとして織成グラスファイバーフ
ァブリックを使用した本発明の電池5〜7には、2.5
ボルト及び2.0ボルトまでのセル寿命及びセル容量の
両者に顕著で且つ驚くべき増加が認められた。織成グラ
スファイバーセパレータの機械的強度が従来の非織成グ
ラヌファイ・々−ウェブセパレータに比較してすぐれて
いることを考慮すると、本発明の電池の機能的な利点は
顕著でおる。
以上、本発明の最も好適な具体例について説明したが、
全等価構造及び/又はアセンブリを構成するようIc特
許請求の範囲の最も広い枠内で今数の変形を加えること
が可能であると当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の蓄電池の断面分解図である。 10・・・蓄電池、  12・・・金属缶、14・・・
正極キャップ、15・・・内部電池構造、16・・・負
極キャップ、18・・・陰極シート、20・・・セノ♀
レータ、22・・・陽極シート24.26・・・絶縁体
、詔・・・フィードスルー、30、32.38・・・コ
ネクタ、34・・・カバー、36・・・シール。

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)陽極と、陰極と、電解溶液と、前記陽極と陰極と
    の間に配置されており、陽極と陰極とを物理的に分離す
    るためのセパレータ手段とから構成される蓄電池であつ
    て、前記セパレータ手段が実質的に織成グラスファイバ
    ーフアブリツクから構成されている蓄電池。
  2. (2)前記陽極、陰極、電解溶液及びセパレータ手段を
    収容するためのケース手段を更に備えている特許請求の
    範囲第1項に記載の蓄電池。
  3. (3)前記陽極がリチウム金属から構成されている特許
    請求の範囲第1項に記載の蓄電池。
  4. (4)前記陰極が炭素を含んでいる特許請求の範囲第3
    項に記載の蓄電池。
  5. (5)前記電解溶液が非水性である特許請求の範囲第4
    項に記載の蓄電池。
  6. (6)前記電解溶液が塩化チオニル及び無機塩を含んで
    いる特許請求の範囲第5項に記載の蓄電池。
  7. (7)前記電解溶液が非水性である特許請求の範囲第1
    項に記載の蓄電池。
  8. (8)前記電解溶液が、塩化チオニル、二酸化硫黄及び
    塩化スルホニルから成る群から選択された一員を含んで
    いる特許請求の範囲第7項に記載の蓄電池。
  9. (9)前記電解溶液が更に無機塩を含んでいる特許請求
    の範囲第8項に記載の蓄電池。
  10. (10)前記無機塩がLiAlCl_4である特許請求
    の範囲第9項に記載の蓄電池。
  11. (11)前記織成ファブリツクが実質的にE型グラスフ
    ァイバーから構成されている特許請求の範囲第1項に記
    載の蓄電池。
  12. (12)前記織成ファブリツクが、縦糸と横糸両方向に
    センチメートル当たり約10本のグラスファイバーを含
    んでいる特許請求の範囲第11項に記載の蓄電池。
JP61023659A 1985-02-11 1986-02-05 織成グラスフアイバーセパレータを備える蓄電池 Pending JPS61183867A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118584A (ja) * 1999-05-05 2001-04-27 Wilson Greatbatch Ltd 高温リチウムオキシハライド電気化学電池
JP2014527695A (ja) * 2011-08-12 2014-10-16 アレヴォ・リサーチ・アー・ゲーAlevo Research Ag 再充電可能電気化学セル及びその製造方法
JP2016213210A (ja) * 2016-09-23 2016-12-15 日本電気株式会社 電池用セパレータ、その製造方法、およびリチウムイオン二次電池

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5965291A (en) * 1997-11-03 1999-10-12 Wilson Greatbatch Ltd. Perforated film for modifying the electrochemical surface area of a cell
DE102016106947A1 (de) * 2016-04-14 2017-10-19 Fortu New Battery Technology Gmbh Elektrolyt für wiederaufladbare elektrochemische Batteriezellen

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB664775A (en) * 1949-05-03 1952-01-09 Oldham & Son Ltd Improvements in or relating to electrical storage batteries
US4020240A (en) * 1975-09-03 1977-04-26 P. R. Mallory & Co., Inc. Electrochemical cell with clovoborate salt in electrolyte and method of operation and composition of matter
FR2460044A1 (fr) * 1979-06-27 1981-01-16 Union Carbide Corp Nouvelle pile non aqueuse
US4284691A (en) * 1980-06-13 1981-08-18 Gte Products Corporation Electrochemical cell
US4421834A (en) * 1982-07-01 1983-12-20 Union Carbide Corporation Liquid cathode cells with a glass fiber separator
US4440836A (en) * 1982-12-14 1984-04-03 Union Carbide Corporation Nonaqueous cell employing an anode having a boron-containing surface film
JPS59138058A (ja) * 1983-01-25 1984-08-08 Nippon Glass Seni Kk 蓄電池用隔離板
EP0186200A3 (en) * 1984-12-27 1988-03-23 Eveready Battery Company, Inc. Nonaqueous cell employing a cathode-electrolyte solution containing a boron-containing additive

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001118584A (ja) * 1999-05-05 2001-04-27 Wilson Greatbatch Ltd 高温リチウムオキシハライド電気化学電池
JP2014527695A (ja) * 2011-08-12 2014-10-16 アレヴォ・リサーチ・アー・ゲーAlevo Research Ag 再充電可能電気化学セル及びその製造方法
US10522807B2 (en) 2011-08-12 2019-12-31 Innolith Asste Ag Rechargeable electrochemical cell and method for production thereof
JP2016213210A (ja) * 2016-09-23 2016-12-15 日本電気株式会社 電池用セパレータ、その製造方法、およびリチウムイオン二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
DK63486D0 (da) 1986-02-10
EP0191569A2 (en) 1986-08-20
EP0191569A3 (en) 1987-01-14
DK63486A (da) 1986-08-12

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