JPS61284061A - 有機電解液電池 - Google Patents
有機電解液電池Info
- Publication number
- JPS61284061A JPS61284061A JP12446485A JP12446485A JPS61284061A JP S61284061 A JPS61284061 A JP S61284061A JP 12446485 A JP12446485 A JP 12446485A JP 12446485 A JP12446485 A JP 12446485A JP S61284061 A JPS61284061 A JP S61284061A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- organic electrolyte
- internal resistance
- silicate
- silica
- 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)
- Battery Electrode And Active Subsutance (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、有機電解液電池の改良に関するものである。
従来の技術
有機電解液電池は、高エネルギー密度を有しており、保
存性能が他の電池系と比較して、数段すぐれている点か
ら、近年エレクトロニクス分野の発達とともに、各種エ
レクトロニクス機器の電源、特にメモリーバックアップ
用電源として注目をあびている。そのために、さらに長
期保存の信頼性が求められている。
存性能が他の電池系と比較して、数段すぐれている点か
ら、近年エレクトロニクス分野の発達とともに、各種エ
レクトロニクス機器の電源、特にメモリーバックアップ
用電源として注目をあびている。そのために、さらに長
期保存の信頼性が求められている。
アルカリ金属を負極活物質とする電池では、電池内部に
水分、酸素、その他の不純物が含まれていると、ガス発
生、電圧低下、電池容量の低下。
水分、酸素、その他の不純物が含まれていると、ガス発
生、電圧低下、電池容量の低下。
内部抵抗の増大保存性能の劣化などの原因となる。
それ故に、前記不純物等はできるかぎシ除去されること
が望まれる。
が望まれる。
前記不純物等を除去するために、従来、下記のような電
池材料の前処理を行なっている。リチウム電池を例とし
て散りあげると、 （１）有機電解液 ０有機溶媒の精製（有機溶媒としては、１，２−′−ジ
メキシエタン、プロピレンカーボネイト、テトラハイド
ロフラン、γ−ブチロラクトン。
池材料の前処理を行なっている。リチウム電池を例とし
て散りあげると、 （１）有機電解液 ０有機溶媒の精製（有機溶媒としては、１，２−′−ジ
メキシエタン、プロピレンカーボネイト、テトラハイド
ロフラン、γ−ブチロラクトン。
ジェトキシエタン、ジオキンラン等の誘電率の高い溶媒
が主に使用される。） 蒸溜、モレキュラシーブによる脱水。
が主に使用される。） 蒸溜、モレキュラシーブによる脱水。
０電解質（アルカリ金属塩、例えばＬ ｉ ＰＦ ｅ
ｔＬ ＞ ＣＡ０４ ｐ Ｌ Ｉ Ａｓ Ｆｅ ｔ Ｌ
Ｉ ＢＦ ４等）真空乾燥による脱水 （ＴＩ）各種部品（容器、バッキング、セパレータ）Ｏ
真空乾燥による水分除去 ０高温乾燥による水分除去 （Ｉ［ｌ）活物質 ０リチウム 溶融精製 ０正極合剤（主に、正極活物質、導電材、結着材よりな
る） 真空乾燥による水分除去このような処理の後、電
池組立終了までに、大気中の水分、酸素及びその他の灰
雑物が電池内部に混入してくる。又、除去されない不純
物も電池内部に混入する。それ故に、電池特性を充分に
向上させることができなかった。
ｔＬ ＞ ＣＡ０４ ｐ Ｌ Ｉ Ａｓ Ｆｅ ｔ Ｌ
Ｉ ＢＦ ４等）真空乾燥による脱水 （ＴＩ）各種部品（容器、バッキング、セパレータ）Ｏ
真空乾燥による水分除去 ０高温乾燥による水分除去 （Ｉ［ｌ）活物質 ０リチウム 溶融精製 ０正極合剤（主に、正極活物質、導電材、結着材よりな
る） 真空乾燥による水分除去このような処理の後、電
池組立終了までに、大気中の水分、酸素及びその他の灰
雑物が電池内部に混入してくる。又、除去されない不純
物も電池内部に混入する。それ故に、電池特性を充分に
向上させることができなかった。
発明が解決しようとする問題点
液
有機電解液中は、水溶液系電池に比較して、各種材料の
精製、特に電解液及び正極合剤の精製が困難であり、種
々の不純物が電池内に存在している。又、前記のごとく
大気中の水分、酸素及びその他の灰雑物も電池内に混入
する。
精製、特に電解液及び正極合剤の精製が困難であり、種
々の不純物が電池内に存在している。又、前記のごとく
大気中の水分、酸素及びその他の灰雑物も電池内に混入
する。
又その負極にはリチウムに代表される活性なアルカリ金
属を使用している。それ故に、電池内部に存在している
不純物が、活性なリチウム金属と反応し、不動態性被膜
を形成し、内部抵抗の増大電池容量の低下、電圧の低下
の問題があった。
属を使用している。それ故に、電池内部に存在している
不純物が、活性なリチウム金属と反応し、不動態性被膜
を形成し、内部抵抗の増大電池容量の低下、電圧の低下
の問題があった。
有機電解液は、通常２種類又は３種類の前記有機溶媒を
混合し、さらに前記電解質を溶解させることによって調
製している。前記調製工程には攪拌工程が含まれており
、雰囲気中の不純物が前記電解液中に混入してくる。ま
た前記有機溶媒は、蒸溜及びモレキュラーシープ処理に
よって精製されているが、いずれも大気雰囲気中での処
理であり、前記溶媒中には酸素が溶解している。また、
前記攪拌工程中にも酸素が溶解する。有機電解液中に溶
解している酸素は、前記有機溶媒、特にエーテル結合を
有する前記有機溶媒と反応し、パーオキサイド化合物が
生成することが一般に知られている。さらに、パーオキ
サイド化合物は、アルカリ金属と化合しやすいために、
電池負極活物質であるリチウムと反応し、有機化合物の
不動態被膜がリチウム表面上に形成される。それ故、電
池の内部抵抗の上昇、電圧の低下、電池容量の低下が引
き起される。
混合し、さらに前記電解質を溶解させることによって調
製している。前記調製工程には攪拌工程が含まれており
、雰囲気中の不純物が前記電解液中に混入してくる。ま
た前記有機溶媒は、蒸溜及びモレキュラーシープ処理に
よって精製されているが、いずれも大気雰囲気中での処
理であり、前記溶媒中には酸素が溶解している。また、
前記攪拌工程中にも酸素が溶解する。有機電解液中に溶
解している酸素は、前記有機溶媒、特にエーテル結合を
有する前記有機溶媒と反応し、パーオキサイド化合物が
生成することが一般に知られている。さらに、パーオキ
サイド化合物は、アルカリ金属と化合しやすいために、
電池負極活物質であるリチウムと反応し、有機化合物の
不動態被膜がリチウム表面上に形成される。それ故、電
池の内部抵抗の上昇、電圧の低下、電池容量の低下が引
き起される。
一方、正極合剤は、正極活物質、導電材、結着材を混練
し、乾燥後、ペレット状に成型し、さらに、電池組立前
に真空乾燥を行なっているが、前記処理工程には、乾燥
工程しか含まれておらず、前記材料中に含まれている不
純物、特に有機化合物は除去されていない。したがって
、電池組立後、前記合剤ペレット中に含まれている不純
物が有機電解液中に溶出し、活性なリチウムと反応し、
リチウム表面に不動態被膜を形成し、電池保存中に内部
抵抗が上昇するという問題があった。
し、乾燥後、ペレット状に成型し、さらに、電池組立前
に真空乾燥を行なっているが、前記処理工程には、乾燥
工程しか含まれておらず、前記材料中に含まれている不
純物、特に有機化合物は除去されていない。したがって
、電池組立後、前記合剤ペレット中に含まれている不純
物が有機電解液中に溶出し、活性なリチウムと反応し、
リチウム表面に不動態被膜を形成し、電池保存中に内部
抵抗が上昇するという問題があった。
本発明は、上記のような従来の問題点を解消し、保存性
能が優れ、かつ電池特性の優れた有機電解液電池を提供
することを目的とする。
能が優れ、かつ電池特性の優れた有機電解液電池を提供
することを目的とする。
問題点を解決するだめの手段
この問題点を解決するために、本発明は、パーオキサイ
ド化合物に代表される有機電解液中の不純物及び正極合
剤よシ溶出する不純物を除去するために、電池内に２酸
化ケイ素又はケイ酸塩を添加したものである。
ド化合物に代表される有機電解液中の不純物及び正極合
剤よシ溶出する不純物を除去するために、電池内に２酸
化ケイ素又はケイ酸塩を添加したものである。
作 用
この構成によれば、有機電解液中に含まれるパーオキサ
イド化合物に代表される不純物及び正極合剤から溶出す
る不純物を、２酸化ケイ素又はケイ酸塩化合物が吸着又
は分解し、安定な化合物となるために、負極活物質であ
るリチウムの表面は汚染されず活性な状態が保たれる。
イド化合物に代表される不純物及び正極合剤から溶出す
る不純物を、２酸化ケイ素又はケイ酸塩化合物が吸着又
は分解し、安定な化合物となるために、負極活物質であ
るリチウムの表面は汚染されず活性な状態が保たれる。
それ故に、内部抵抗の増大、電圧の低下は解消され、か
つ保存特性が飛躍的に向上する。
つ保存特性が飛躍的に向上する。
実施例
以下本発明の実施例を第１図を参照して説明する。
第１図は、リチウム−フッ化炭素糸の扁平形電池であり
、そのサイズは直径２４ ｍｍ 、高さ３． Ｏｙｒｍ
で容量は２５０ ｍＡｈ である。図中１は、厚さ０
．３０閣のステンレス鋼板を外径２２．７ｍｍに打抜き
加工した封口板、２は直径２０．○覇、厚さ０．５０＋
ｎ＋ｎのリチウムであり、前記封口板に圧着されている
。
、そのサイズは直径２４ ｍｍ 、高さ３． Ｏｙｒｍ
で容量は２５０ ｍＡｈ である。図中１は、厚さ０
．３０閣のステンレス鋼板を外径２２．７ｍｍに打抜き
加工した封口板、２は直径２０．○覇、厚さ０．５０＋
ｎ＋ｎのリチウムであり、前記封口板に圧着されている
。
３はポリプロピレンよりなるセパレータであり、厚さ０
．４ｏ＋＋ｌｌ１１のシートを直径２３．６ａｎに打ち
抜いて、コツプ状に形成し、前記封口板に挿入し、その
上部に、本発明である二酸化ケイ素を粉末状にし、５．
Ｏｑ配している。４は、正極ペレットであり、フッ化炭
素１００重量部に、アセチレンブラック１０重量部、フ
ッ素樹脂１４重量部を混練し、乾燥粉砕後ペレット状に
成型したものであり、その重量は４５０ｑである。５は
、絶縁ノくツキングであり、断面り字状の形状にポリプ
ロピレンを成型した後、主に、ブロンアスファルトより
なる封止剤を塗布し、前記封口板と嵌合させている。
．４ｏ＋＋ｌｌ１１のシートを直径２３．６ａｎに打ち
抜いて、コツプ状に形成し、前記封口板に挿入し、その
上部に、本発明である二酸化ケイ素を粉末状にし、５．
Ｏｑ配している。４は、正極ペレットであり、フッ化炭
素１００重量部に、アセチレンブラック１０重量部、フ
ッ素樹脂１４重量部を混練し、乾燥粉砕後ペレット状に
成型したものであり、その重量は４５０ｑである。５は
、絶縁ノくツキングであり、断面り字状の形状にポリプ
ロピレンを成型した後、主に、ブロンアスファルトより
なる封止剤を塗布し、前記封口板と嵌合させている。
６は正極端子を兼ねる正極ケースでありステンレス鋼板
を外径２４．４ｍｍ、高さ３．２瓢 に打抜き加工し
ている。７は、集電体であり、幅１２．０ｍ厚さ０．１
０＋ｍのチタンシートを１２．０ｍ角に切り抜き、折り
曲げてバネ状とし、前記正極ケースに溶接している。さ
らに、その表面には、前記正極合剤ペレットとの接触を
良好にする目的で、炭素被膜を形成している。電解液に
は、１，２−ジェトキシエタン、プロピレンカーボネイ
ト等の容積混合溶媒に、ホウフッ化リチウムを１モルＡ
ｌの割合で溶解したものを用いている。
を外径２４．４ｍｍ、高さ３．２瓢 に打抜き加工し
ている。７は、集電体であり、幅１２．０ｍ厚さ０．１
０＋ｍのチタンシートを１２．０ｍ角に切り抜き、折り
曲げてバネ状とし、前記正極ケースに溶接している。さ
らに、その表面には、前記正極合剤ペレットとの接触を
良好にする目的で、炭素被膜を形成している。電解液に
は、１，２−ジェトキシエタン、プロピレンカーボネイ
ト等の容積混合溶媒に、ホウフッ化リチウムを１モルＡ
ｌの割合で溶解したものを用いている。
なお、この例では、正極活物質として、フッ化炭素系を
用いたが、他に、有機電解液電池の活物質として知られ
ている、酸化銅、硫化鉄、二酸化マンガンクロム酸銀な
どを使用する電池系に対しても適用できる。
用いたが、他に、有機電解液電池の活物質として知られ
ている、酸化銅、硫化鉄、二酸化マンガンクロム酸銀な
どを使用する電池系に対しても適用できる。
次に、本実施例の電池をＡ、従来例をＢとし、組立直後
及び６０’Ｃ８ケ月保存後の電池特性を表Ｉに示す。
及び６０’Ｃ８ケ月保存後の電池特性を表Ｉに示す。
サンプル数は ｎ＝５０
以上より明らかなように、本実施例品は、組立直後にお
いて、従来例よりも静特性が安定しており、放電容量も
従来例より向上している。又、ｅｏ’ｃｅケ月保存後に
おいても、本実施例品は従来例よりもすぐれた特性を示
している。
いて、従来例よりも静特性が安定しており、放電容量も
従来例より向上している。又、ｅｏ’ｃｅケ月保存後に
おいても、本実施例品は従来例よりもすぐれた特性を示
している。
第２図は、本実施例品Ａ及び従来例Ｂの６０°Ｃ保存に
おける内部抵抗の推移と開路電圧の推移を示している。
おける内部抵抗の推移と開路電圧の推移を示している。
図より明らかに、本実施例品は、保存中の内部抵抗の上
昇およびバラツキが小さく、安定している。開路電圧に
ついでも同様である。
昇およびバラツキが小さく、安定している。開路電圧に
ついでも同様である。
本実施例では、二酸化ケイ素を添加しているが、ケイ酸
塩化合物でも同様の効果があられれる。
塩化合物でも同様の効果があられれる。
又、その添加方法として、本実施例では、七ノくレータ
上に配しているが、電池内の間隙であるならばどこに配
しても、良好な効果を発揮する。又、添加方法として、
前記合剤練金時に、所定量の二酸化ケイ素又はケイ酸塩
化合物を添加する方法も有効である。
上に配しているが、電池内の間隙であるならばどこに配
しても、良好な効果を発揮する。又、添加方法として、
前記合剤練金時に、所定量の二酸化ケイ素又はケイ酸塩
化合物を添加する方法も有効である。
本発明の二酸化ケイ素及びケイ酸塩化合物の最適添加量
を決定するために、添加量を変化させ、内部抵抗のバラ
ツキと、放電容量を確認した。その結果は表■のとおり
であった。なお表中××は極めて悪い。×は悪い。Δは
普通。○は良を示す。
を決定するために、添加量を変化させ、内部抵抗のバラ
ツキと、放電容量を確認した。その結果は表■のとおり
であった。なお表中××は極めて悪い。×は悪い。Δは
普通。○は良を示す。
以上の結果より、二酸化ケイ素又はケイ酸塩の添加量が
負極容量１ｍＡｈ 当りＱ、 ００６〜０．１５４岬
の電池の内部抵抗及び放電容量は安定している。
負極容量１ｍＡｈ 当りＱ、 ００６〜０．１５４岬
の電池の内部抵抗及び放電容量は安定している。
発明の効果
以上の説明より明らかなように、電池内部に、負極容量
１ ｍＡｈ 当り０．００６−０．１５４１１＋１ｉ’
の二酸化ケイ素又はケイ酸塩化合物を添加した本発明の
有するために、内部抵抗の上昇及び電圧低下が電池容量
の低下解消され、さらに保存特性が向上するという効果
が得られる。
１ ｍＡｈ 当り０．００６−０．１５４１１＋１ｉ’
の二酸化ケイ素又はケイ酸塩化合物を添加した本発明の
有するために、内部抵抗の上昇及び電圧低下が電池容量
の低下解消され、さらに保存特性が向上するという効果
が得られる。
第１図は本発明の実施例における有機電解液電池の縦断
面図、第２図は６Ｑ″Ｃ保存における開路電圧及び内部
抵抗の経時変化を示す図である。 １・・・・・・封口板、２・・・・・・リチウム、３・
・・・・・セパレータ、４・・・・・・正極合剤、５・
・・・・・絶縁バッキング、６・・・・・・正極ケース
、７・・・・・・集電体。
面図、第２図は６Ｑ″Ｃ保存における開路電圧及び内部
抵抗の経時変化を示す図である。 １・・・・・・封口板、２・・・・・・リチウム、３・
・・・・・セパレータ、４・・・・・・正極合剤、５・
・・・・・絶縁バッキング、６・・・・・・正極ケース
、７・・・・・・集電体。
Claims (2)
- （１）アルカリ金属を負極活物質、金属酸化物、ハロゲ
ン化物及びカルコゲン化合物のうちのいずれかよりなる
正極活物質、電解液として有機電解液を用いた電池内に
、二酸化ケイ素又はケイ酸塩化合物を添加したことを特
徴とする有機電解液電池。 - （２）電池内に添加される二酸化ケイ素又はケイ酸塩化
合物の量が負極容量１ｍＡｈ当り０．００６〜０．１５
４ｍｇである特許請求の範囲第１項記載の有機電解液電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12446485A JPS61284061A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 有機電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12446485A JPS61284061A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 有機電解液電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61284061A true JPS61284061A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14886169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12446485A Pending JPS61284061A (ja) | 1985-06-07 | 1985-06-07 | 有機電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61284061A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0241644A2 (de) * | 1986-04-03 | 1987-10-21 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Wasserfreier organischer Elektrolyt |
| JP2004171874A (ja) * | 2002-11-19 | 2004-06-17 | Sony Corp | 負極およびそれを用いた電池 |
| JP2008181726A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
-
1985
- 1985-06-07 JP JP12446485A patent/JPS61284061A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0241644A2 (de) * | 1986-04-03 | 1987-10-21 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Wasserfreier organischer Elektrolyt |
| EP0241644A3 (de) * | 1986-04-03 | 1988-10-05 | VARTA Batterie Aktiengesellschaft | Wasserfreier organischer Elektrolyt |
| JP2004171874A (ja) * | 2002-11-19 | 2004-06-17 | Sony Corp | 負極およびそれを用いた電池 |
| JP2008181726A (ja) * | 2007-01-24 | 2008-08-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 非水電解質二次電池およびその製造方法 |
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