JPS61285668A - 無機非水電解液電池 - Google Patents
無機非水電解液電池Info
- Publication number
- JPS61285668A JPS61285668A JP12894185A JP12894185A JPS61285668A JP S61285668 A JPS61285668 A JP S61285668A JP 12894185 A JP12894185 A JP 12894185A JP 12894185 A JP12894185 A JP 12894185A JP S61285668 A JPS61285668 A JP S61285668A
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- JP
- Japan
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- positive electrode
- sheet
- porous
- electrolyte
- battery
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- 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
-
- H—ELECTRICITY
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (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〕
この発明はアルカリ金属を負極活物質、オキシハロゲン
化物を正極活物質および電解液の溶媒とし、特に低温放
電特性に優れた無機非水電解液電池に関する。
化物を正極活物質および電解液の溶媒とし、特に低温放
電特性に優れた無機非水電解液電池に関する。
従来、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属を負極
活物質とし、塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホス
ホリルなどのオキシハロゲン化物を正極活物質および電
解液の溶媒とする無機非水電解液電池においては、第２
図に示すように、正極３には一体に成形された円柱状の
炭素多孔質成形体が用いられ、それを中心にして、その
周囲に円筒状のセパレータ６と円筒状のアルカリ金属の
負極１を配置した構造が採用されていた（たとえば特開
昭５８−１２１５６３号公報）。
活物質とし、塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホス
ホリルなどのオキシハロゲン化物を正極活物質および電
解液の溶媒とする無機非水電解液電池においては、第２
図に示すように、正極３には一体に成形された円柱状の
炭素多孔質成形体が用いられ、それを中心にして、その
周囲に円筒状のセパレータ６と円筒状のアルカリ金属の
負極１を配置した構造が採用されていた（たとえば特開
昭５８−１２１５６３号公報）。
しかしながら、このような構造の電池においては、たと
えばリチウム−塩化チオニル電池の場合を例にあげて説
明すると、低温で放電させた際、リチウムイオンの拡散
速度が遅いため、放電反応がほとんど正極の表面部で進
行し、不溶性の反応生成物である塩化リチウムが炭素多
孔質成形体で形成される正極３の表面部の孔中に析出し
て正極表面部の空隙を埋めるため、放電が進行するに従
い、正極３内部への電解液や活物質などの放電反応に必
要な物質の供給が悪くなり、その結果、正極３の利用率
が低下するという問題が発生した。
えばリチウム−塩化チオニル電池の場合を例にあげて説
明すると、低温で放電させた際、リチウムイオンの拡散
速度が遅いため、放電反応がほとんど正極の表面部で進
行し、不溶性の反応生成物である塩化リチウムが炭素多
孔質成形体で形成される正極３の表面部の孔中に析出し
て正極表面部の空隙を埋めるため、放電が進行するに従
い、正極３内部への電解液や活物質などの放電反応に必
要な物質の供給が悪くなり、その結果、正極３の利用率
が低下するという問題が発生した。
この発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので
、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属を負極活物
質とし、塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホリ
ルなどの常温で液体のオキシハロゲン化物を正極活物質
および電解液の溶媒とする無機非水電解液電池において
、炭素多孔質成形体を通液性を有する多孔性シートを介
在させて複数個積み重ねることにより正極を形成するこ
とによって、目的を達成したものである。
、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属を負極活物
質とし、塩化チオニル、塩化スルフリル、塩化ホスホリ
ルなどの常温で液体のオキシハロゲン化物を正極活物質
および電解液の溶媒とする無機非水電解液電池において
、炭素多孔質成形体を通液性を有する多孔性シートを介
在させて複数個積み重ねることにより正極を形成するこ
とによって、目的を達成したものである。
すなわち、炭素多孔質成形体を通液性ををする多孔性シ
ートを介在させて複数個積み重ねることによって正極を
形成し、正極中に通液性を有する多孔性シートを配置し
ておくと、放電中に該多孔性シートを通じて電解液や活
物質を正極内部に供給できるので、不溶性の反応生成物
である塩化リチウムが負極近傍の正極表面部の孔中に析
出しても、それによって正極の利用率が低下するのが防
止され、低温放電特性を向上させることができるのであ
る。また、正極の形成にあたっても、従来同様に押出成
形で成形された炭素多孔質成形体を従来より短い長さに
切断し、それを通液性を有する多孔性シートを介在させ
て複数個積み重ねるだけなので、正極の形成が容易かつ
簡単であり、そのような簡単な正極形成にもかかわらず
、前記のような低温放電特性の向上という顕著な効果が
奏されるのである。
ートを介在させて複数個積み重ねることによって正極を
形成し、正極中に通液性を有する多孔性シートを配置し
ておくと、放電中に該多孔性シートを通じて電解液や活
物質を正極内部に供給できるので、不溶性の反応生成物
である塩化リチウムが負極近傍の正極表面部の孔中に析
出しても、それによって正極の利用率が低下するのが防
止され、低温放電特性を向上させることができるのであ
る。また、正極の形成にあたっても、従来同様に押出成
形で成形された炭素多孔質成形体を従来より短い長さに
切断し、それを通液性を有する多孔性シートを介在させ
て複数個積み重ねるだけなので、正極の形成が容易かつ
簡単であり、そのような簡単な正極形成にもかかわらず
、前記のような低温放電特性の向上という顕著な効果が
奏されるのである。
本発明において、正極中に介在させる多孔性シートは、
通液性を有していて電解液を通過させて正極内部に電解
液や活物質などの放電反応に必要な物質を供給して電池
反応を妨げないものであればよく、特に電気絶縁性は要
しない。したがって、このような多孔性シートとしては
、この種の電池においてセパレータとして用い得るもの
はもちろん使用し得るが、たとえば、活性炭素繊維など
電気絶縁性を有しないものでもよい、具体的には、この
ような多孔性シートとしては、たとえばガラス繊維不織
布、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ガラ
ス繊維とポリエチレン繊維を混抄した不織布、ガラス繊
維とポリプロピレン繊維を混抄した不織布、ガラス繊維
とアクリル繊維を混抄した不織布などが用いられる。特
にガラス繊維不織布は、オキシハロゲン化物に対する耐
性が優れ、かつ電解液を保持する性質も有することから
、本発明において好用される。
通液性を有していて電解液を通過させて正極内部に電解
液や活物質などの放電反応に必要な物質を供給して電池
反応を妨げないものであればよく、特に電気絶縁性は要
しない。したがって、このような多孔性シートとしては
、この種の電池においてセパレータとして用い得るもの
はもちろん使用し得るが、たとえば、活性炭素繊維など
電気絶縁性を有しないものでもよい、具体的には、この
ような多孔性シートとしては、たとえばガラス繊維不織
布、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ガラ
ス繊維とポリエチレン繊維を混抄した不織布、ガラス繊
維とポリプロピレン繊維を混抄した不織布、ガラス繊維
とアクリル繊維を混抄した不織布などが用いられる。特
にガラス繊維不織布は、オキシハロゲン化物に対する耐
性が優れ、かつ電解液を保持する性質も有することから
、本発明において好用される。
つぎに本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図は本発明の無機非水電解液電池の一実施例を示す
単３形のリチウム−塩化チオニル電池の断面図である。
単３形のリチウム−塩化チオニル電池の断面図である。
図中、１は負極で、この負極１は厚さ０．８ ｍｍのリ
チウムシートをステンレスｍ製で円筒状の電池ケース２
の内周面に圧着することによって形成されている。３は
正極で、この正極３は空孔率８５容量％で直径１０．６
ｍｍ、高さ９．７ ｍｍの円柱状の炭素多孔質成形体３
ａを通液性を有する多孔性シート４を介在させて３個積
み重ねて形成したものであり、上記炭素多孔質成形体３
ａは、アセチレンブラック９０重量％と黒鉛１０重量％
の混合物１００重量部に対しポリテトラフルオルエチレ
ンの水分散体（固形分６０重量％）２０重量部、メチル
アルコール１２０重量部および水２５０重量部を加えて
混練したものを押出成形して所定寸法に切断したもので
ある。そして、前記のように正極３中に配設した通液性
を有する多孔性シート４は、厚さ０．４１、空孔率９６
容量％のガラス繊維不織布を直径１０．６ｆｆｉｌ＋＋
の円形に打ち抜いたものである。５は電解液で、この電
解液は塩化チオニルに支持電解質としてリチウムテトラ
クロロアルミネート（ＬｉＡｌＣｌ４）を１．２モル／
ｌ溶解させたもので、上記塩化チオニルは電解液の溶媒
として使用されているとともに、この電池においては正
極活物質として用いられている。６．７および８は、そ
れぞれ厚さ０゜２ｍｍ、空孔率９６容量％のガラス繊維
不織布からなるセパレータ、底紙および上紙である。９
はステンレス鋼製の正極集電体である。１０は電池蓋で
、この電池蓋１０の本体部分はステンレス鋼で形成され
、外周部は前記電池ケース２の開口端部と熔接されてい
る。そして、電池蓋１０の中央部にはガラスシール１）
を介して正極端子１２が設けられている。この正極端子
１２はステンレス鋼製のパイプ１３の上部と前記正極集
電体９の上端部とを溶接封止することによって形成され
ている。
チウムシートをステンレスｍ製で円筒状の電池ケース２
の内周面に圧着することによって形成されている。３は
正極で、この正極３は空孔率８５容量％で直径１０．６
ｍｍ、高さ９．７ ｍｍの円柱状の炭素多孔質成形体３
ａを通液性を有する多孔性シート４を介在させて３個積
み重ねて形成したものであり、上記炭素多孔質成形体３
ａは、アセチレンブラック９０重量％と黒鉛１０重量％
の混合物１００重量部に対しポリテトラフルオルエチレ
ンの水分散体（固形分６０重量％）２０重量部、メチル
アルコール１２０重量部および水２５０重量部を加えて
混練したものを押出成形して所定寸法に切断したもので
ある。そして、前記のように正極３中に配設した通液性
を有する多孔性シート４は、厚さ０．４１、空孔率９６
容量％のガラス繊維不織布を直径１０．６ｆｆｉｌ＋＋
の円形に打ち抜いたものである。５は電解液で、この電
解液は塩化チオニルに支持電解質としてリチウムテトラ
クロロアルミネート（ＬｉＡｌＣｌ４）を１．２モル／
ｌ溶解させたもので、上記塩化チオニルは電解液の溶媒
として使用されているとともに、この電池においては正
極活物質として用いられている。６．７および８は、そ
れぞれ厚さ０゜２ｍｍ、空孔率９６容量％のガラス繊維
不織布からなるセパレータ、底紙および上紙である。９
はステンレス鋼製の正極集電体である。１０は電池蓋で
、この電池蓋１０の本体部分はステンレス鋼で形成され
、外周部は前記電池ケース２の開口端部と熔接されてい
る。そして、電池蓋１０の中央部にはガラスシール１）
を介して正極端子１２が設けられている。この正極端子
１２はステンレス鋼製のパイプ１３の上部と前記正極集
電体９の上端部とを溶接封止することによって形成され
ている。
上記電池は次に示すようにして製造される。
リチウムシートを円筒状の電池ケース２の内周面に圧着
して負極１を形成し、セパレータ６を負極１の内周面に
そって配設し、底紙７を挿入し、ついでセパレータ６の
内周側の中空部に炭素多孔質成形体３ａを多孔性シート
４を介在させて３個積み重ねるようにして挿入すること
により正極３を形成する。つぎに正極３上に上紙８を載
置し、要すれば上紙８上から加圧して各部材を密着させ
、この状態の電池ケース２に電池蓋１０を嵌合して、電
池ケース２と電池蓋１０の接合部を溶接する。
して負極１を形成し、セパレータ６を負極１の内周面に
そって配設し、底紙７を挿入し、ついでセパレータ６の
内周側の中空部に炭素多孔質成形体３ａを多孔性シート
４を介在させて３個積み重ねるようにして挿入すること
により正極３を形成する。つぎに正極３上に上紙８を載
置し、要すれば上紙８上から加圧して各部材を密着させ
、この状態の電池ケース２に電池蓋１０を嵌合して、電
池ケース２と電池蓋１０の接合部を溶接する。
つぎに、電解液５を電池蓋ｌＯにあらかじめガラスシー
ル１）を介して取り付けておいたステンレス鋼製のパイ
プ１３から電池内に注入し、ついで、パイプ１３内に正
極集電体９を挿入し、正極集電体９の下部を上紙８を通
して正極３内に埋入させ、つぎに正極集電体９の上端部
とパイプ１３の上部とを溶接して封止する。正極集電体
９は直径０．７ ｍｍのステンレス鋼棒で形成したもの
であるが、その下部は針状をしていて、前記正極３への
挿入時、正極３中に配設した多孔性シート４も正極集電
体９の先端で突き破られ、正極集電体９の下端は正極３
の下端近くまで到達する。
ル１）を介して取り付けておいたステンレス鋼製のパイ
プ１３から電池内に注入し、ついで、パイプ１３内に正
極集電体９を挿入し、正極集電体９の下部を上紙８を通
して正極３内に埋入させ、つぎに正極集電体９の上端部
とパイプ１３の上部とを溶接して封止する。正極集電体
９は直径０．７ ｍｍのステンレス鋼棒で形成したもの
であるが、その下部は針状をしていて、前記正極３への
挿入時、正極３中に配設した多孔性シート４も正極集電
体９の先端で突き破られ、正極集電体９の下端は正極３
の下端近くまで到達する。
上記実施例の電池を電池Ａとし、第２図に示すような従
来構造で空孔率８５容量％で直径１０．６ｍｍ、高さ２
９．０ｍｌ１）の円柱状炭素多孔質成形体を正極３に用
いたリチウム−塩化チオニル電池をＢとし、両電池を一
４０℃、１００Ωで連続放電させたときの放電特性を調
べ、その結果を第３図に示した。なお、本発明の実施例
の電池Ａ、従来電池Ｂにおいても、リチウム量は５３０
ｍｇ、正極のカーボン量は７５０ｍｇで、電解液量は３
．５ｍｊ！でいずれも同じである。
来構造で空孔率８５容量％で直径１０．６ｍｍ、高さ２
９．０ｍｌ１）の円柱状炭素多孔質成形体を正極３に用
いたリチウム−塩化チオニル電池をＢとし、両電池を一
４０℃、１００Ωで連続放電させたときの放電特性を調
べ、その結果を第３図に示した。なお、本発明の実施例
の電池Ａ、従来電池Ｂにおいても、リチウム量は５３０
ｍｇ、正極のカーボン量は７５０ｍｇで、電解液量は３
．５ｍｊ！でいずれも同じである。
第３図に示すように、−４０℃、１００Ωという低温重
負荷放電では、本発明の実施例の電池Ａは従来電池Ｂに
比べて約１．３倍の放電容量を有していた。
負荷放電では、本発明の実施例の電池Ａは従来電池Ｂに
比べて約１．３倍の放電容量を有していた。
なお、実施例では、正極３の形成にあたって、炭素多孔
質成形体３ａを通液性を有する多孔性シート４を介在さ
せて３個積み重ねたが、正極形成にあたって炭素多孔質
成形体を何個積み重ねるかは、正極の径や高さによって
判断して決定すればよい。正極の利用率を向上させて低
温放電特性を改良する面からは、正極中に通液性を有す
る多孔性シートが多く配設されるようにするのが好まし
いが、それによって正極の炭素量が減少してその面から
の放電容量の低下が生じるし、また正極側の集電能力も
低下するので、実施例に例示したような単３形の電池で
は、一般に炭素多孔質成形体を２〜４個積み重ねるのが
好ましい。また、実施例では正極中に配設する多孔性シ
ートとして、セパレータ６に用いたものより厚みが大き
い厚さ０．４ｍｍのガラス繊維不織布を用いたが、これ
はある程度厚みのある方が電池組立時に空隙が押しつぶ
されることが少なく、かつ保液性にも優れているからで
ある。このような正極中に配設する通液性を有する多孔
性シートとしては一般に０．２〜０．６１のものを使用
するのが好ましい。そして、この多孔性シートは実施例
に例示したように円形のものを用いてもよいし、また、
正極集電体の挿通がしやすいように、正極集電体が挿通
する部分にあらかじめ正極集電体の直径とほぼ同程度の
直径の穴をあけておいてもよい。
質成形体３ａを通液性を有する多孔性シート４を介在さ
せて３個積み重ねたが、正極形成にあたって炭素多孔質
成形体を何個積み重ねるかは、正極の径や高さによって
判断して決定すればよい。正極の利用率を向上させて低
温放電特性を改良する面からは、正極中に通液性を有す
る多孔性シートが多く配設されるようにするのが好まし
いが、それによって正極の炭素量が減少してその面から
の放電容量の低下が生じるし、また正極側の集電能力も
低下するので、実施例に例示したような単３形の電池で
は、一般に炭素多孔質成形体を２〜４個積み重ねるのが
好ましい。また、実施例では正極中に配設する多孔性シ
ートとして、セパレータ６に用いたものより厚みが大き
い厚さ０．４ｍｍのガラス繊維不織布を用いたが、これ
はある程度厚みのある方が電池組立時に空隙が押しつぶ
されることが少なく、かつ保液性にも優れているからで
ある。このような正極中に配設する通液性を有する多孔
性シートとしては一般に０．２〜０．６１のものを使用
するのが好ましい。そして、この多孔性シートは実施例
に例示したように円形のものを用いてもよいし、また、
正極集電体の挿通がしやすいように、正極集電体が挿通
する部分にあらかじめ正極集電体の直径とほぼ同程度の
直径の穴をあけておいてもよい。
また、実施例ではリチウム−塩化チオニル電池について
説明したが、本発明はその場合のみに限られるものでは
なく、リチウムに代えてナトリウムを負極活物質として
用いてもよいし、また塩化チオニルに代えて塩化ホスホ
リルまたは塩化スルフリルを正極活物質および電解液溶
媒として用いてもよい。
説明したが、本発明はその場合のみに限られるものでは
なく、リチウムに代えてナトリウムを負極活物質として
用いてもよいし、また塩化チオニルに代えて塩化ホスホ
リルまたは塩化スルフリルを正極活物質および電解液溶
媒として用いてもよい。
以上説明したように、本発明では、炭素多孔質成形体を
通液性を有する多孔性シートを介在させて複数個積み重
ねることによって正極を形成することにより、放電進行
中における正極内部への電解液や活物質などの供給を良
好にし、正極の利用率を向上させて低温放電特性を向上
させることができた。
通液性を有する多孔性シートを介在させて複数個積み重
ねることによって正極を形成することにより、放電進行
中における正極内部への電解液や活物質などの供給を良
好にし、正極の利用率を向上させて低温放電特性を向上
させることができた。
第１図は本発明の無機非水電解液電池の一実施例を示す
断面図で、第２図は従来の無機非水電解液電池を示す断
面図であり、第３図は本発明の電池と従来電池の放電特
性図である。 １・・・負橿、 ３・・・正極、 ３ａ・・・炭素多孔
質成形体、 ４・・・通液性を有する多孔性シート、
５・・・電解液、 ６・・・セパレータ 第 １ 図 第 ３ 図 放電Ｂ寄間 （す
断面図で、第２図は従来の無機非水電解液電池を示す断
面図であり、第３図は本発明の電池と従来電池の放電特
性図である。 １・・・負橿、 ３・・・正極、 ３ａ・・・炭素多孔
質成形体、 ４・・・通液性を有する多孔性シート、
５・・・電解液、 ６・・・セパレータ 第 １ 図 第 ３ 図 放電Ｂ寄間 （す
Claims (2)
- （１）アルカリ金属を負極活物質とし、オキシハロゲン
化物を正極活物質および電解液の溶媒とする無機非水電
解液電池において、炭素多孔質成形体を通液性を有する
多孔性シートを介在させて複数個積み重ねることにより
正極を形成したことを特徴とする無機非水電解液電池。 - （２）通液性を有する多孔性シートがガラス繊維不織布
である特許請求の範囲第１項記載の無機非水電解液電池
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12894185A JPH06101334B2 (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 無機非水電解液電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12894185A JPH06101334B2 (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 無機非水電解液電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61285668A true JPS61285668A (ja) | 1986-12-16 |
| JPH06101334B2 JPH06101334B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=14997193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12894185A Expired - Lifetime JPH06101334B2 (ja) | 1985-06-12 | 1985-06-12 | 無機非水電解液電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101334B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110931817A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-03-27 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种锂-亚硫酰氯电池及其制备方法 |
-
1985
- 1985-06-12 JP JP12894185A patent/JPH06101334B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110931817A (zh) * | 2019-12-19 | 2020-03-27 | 惠州亿纬锂能股份有限公司 | 一种锂-亚硫酰氯电池及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06101334B2 (ja) | 1994-12-12 |
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