JPS6130383B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS6130383B2 JPS6130383B2 JP53153920A JP15392078A JPS6130383B2 JP S6130383 B2 JPS6130383 B2 JP S6130383B2 JP 53153920 A JP53153920 A JP 53153920A JP 15392078 A JP15392078 A JP 15392078A JP S6130383 B2 JPS6130383 B2 JP S6130383B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carbon powder
- surface area
- specific surface
- manganese dioxide
- mixture
- 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.)
- Expired
Links
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 16
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 9
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 claims description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 31
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 9
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 6
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FBDMJGHBCPNRGF-UHFFFAOYSA-M [OH-].[Li+].[O-2].[Mn+2] Chemical compound [OH-].[Li+].[O-2].[Mn+2] FBDMJGHBCPNRGF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、リチウム，マグネシウム、アルミニ
ウムなどの軽金属を活物質とする負極と、二酸化
マンガンを主活物質とする正極と、有機電解質と
からなる電池の改良に関する。さらに詳しくは、
正極の二酸化マンガンに混合する導電材として比
表面積の大きい粒状の無定形炭素を用いることに
より、電池の大容量化と放電特性の向上を図るも
のである。
ウムなどの軽金属を活物質とする負極と、二酸化
マンガンを主活物質とする正極と、有機電解質と
からなる電池の改良に関する。さらに詳しくは、
正極の二酸化マンガンに混合する導電材として比
表面積の大きい粒状の無定形炭素を用いることに
より、電池の大容量化と放電特性の向上を図るも
のである。
従来、二酸化マンガン−リチウム有機電解質電
池は、安価な高エネルギ密度電池とされ、一部実
用されているが、他のリチウム電池系に比べて放
電容量がやゝ少なく、放電特性が劣るなどの欠点
があつた。また二酸化マンガンは電気絶縁性に近
い物質であるため、正極合剤とするためには、導
電材を混合しなければならないが、従来はアセチ
レンブラツクが主に用いられていた。アセチレン
ブラツクは鎖状構造をもつ無定形の炭素であり、
比表面積は50〜90m2／ｇを有し、二酸化マンガン
に混合するものとしては現在最も優れているもの
とされている。そして正極合剤として必要な導電
性を得るためには、二酸化マンガンに対し、約20
重量％前後の添加量が必要であつた。このため正
極合剤としてのかさが大きくなり、電池の充填容
量を大きくすることができなかつた。また合剤製
造時における混合過程において、アセチレンブラ
ツクの鎖状構造が破壊されて、合剤の導電性が低
下するなどの欠点もあり、改良が望まれていた。
池は、安価な高エネルギ密度電池とされ、一部実
用されているが、他のリチウム電池系に比べて放
電容量がやゝ少なく、放電特性が劣るなどの欠点
があつた。また二酸化マンガンは電気絶縁性に近
い物質であるため、正極合剤とするためには、導
電材を混合しなければならないが、従来はアセチ
レンブラツクが主に用いられていた。アセチレン
ブラツクは鎖状構造をもつ無定形の炭素であり、
比表面積は50〜90m2／ｇを有し、二酸化マンガン
に混合するものとしては現在最も優れているもの
とされている。そして正極合剤として必要な導電
性を得るためには、二酸化マンガンに対し、約20
重量％前後の添加量が必要であつた。このため正
極合剤としてのかさが大きくなり、電池の充填容
量を大きくすることができなかつた。また合剤製
造時における混合過程において、アセチレンブラ
ツクの鎖状構造が破壊されて、合剤の導電性が低
下するなどの欠点もあり、改良が望まれていた。
導電材として炭素粉末を用いる場合、一般的に
炭素粉末自体の導電性のすぐれたものをできるだ
け少量混ぜ、最大の効果を上げることが考えられ
てきたが、発明者等は、更に有機電解液を用いる
電池の場合、導電材の炭素粉末の比表面積を上げ
ることにより、活物質合剤の比抵抗を低下させ、
電池の放電電圧を上げ、活物質の利用率を向上さ
すという事実を発見した。
炭素粉末自体の導電性のすぐれたものをできるだ
け少量混ぜ、最大の効果を上げることが考えられ
てきたが、発明者等は、更に有機電解液を用いる
電池の場合、導電材の炭素粉末の比表面積を上げ
ることにより、活物質合剤の比抵抗を低下させ、
電池の放電電圧を上げ、活物質の利用率を向上さ
すという事実を発見した。
その根拠は明らかではないが、合剤中の活物質
と導電材の炭素粉末および電解液の三成分の接触
という面から有用であろうと推察される。比表面
積の面からだけみると、例えば活性炭のような炭
素粉末の場合、比表面積は数千m2／ｇと有利であ
るが、その粒子径が無定形炭素粉末の場合数μｍ
以下と小さいのに対し、100μｍ程度あり、無定
形炭素粉末に対し、同じ程度の導電性をもたらす
ためには10倍以上の量が必要となり、電池のエネ
ルギー密度が極端に小さくなつて不利となる。
と導電材の炭素粉末および電解液の三成分の接触
という面から有用であろうと推察される。比表面
積の面からだけみると、例えば活性炭のような炭
素粉末の場合、比表面積は数千m2／ｇと有利であ
るが、その粒子径が無定形炭素粉末の場合数μｍ
以下と小さいのに対し、100μｍ程度あり、無定
形炭素粉末に対し、同じ程度の導電性をもたらす
ためには10倍以上の量が必要となり、電池のエネ
ルギー密度が極端に小さくなつて不利となる。
本発明は、この合剤の導電材として、従来のア
セチレンブラツクのような鎖状構造の炭素粉末で
ないが、比表面の非常に大きな粒状の無定形炭素
粉末を用いることにより上記従来の問題点を解決
したものである。すなわち現在一般に用いられて
いる二酸化マンガンの比表面積は50〜80m2／ｇで
あるが、合剤としての導電性の検討から、二酸化
マンガンに比較して比表表面がはるかに大きい炭
素粉末を添加すると、合剤としての充分な導電性
の得られることがわかつた。従つて二酸化マンガ
ン１ｇに対し、従来の例えばアセチレンブラツク
の場合は0.18〜0.25ｇの添加を必要としたが、
800m2／ｇ以上、望ましくは1000m2／ｇ以上の比
表面積を有する無定形炭素粉末を導電材として用
いることにより、その添加量は二酸化マンガン１
ｇに対して最少限0.02〜0.03ｇ程度にできること
を見出した。
セチレンブラツクのような鎖状構造の炭素粉末で
ないが、比表面の非常に大きな粒状の無定形炭素
粉末を用いることにより上記従来の問題点を解決
したものである。すなわち現在一般に用いられて
いる二酸化マンガンの比表面積は50〜80m2／ｇで
あるが、合剤としての導電性の検討から、二酸化
マンガンに比較して比表表面がはるかに大きい炭
素粉末を添加すると、合剤としての充分な導電性
の得られることがわかつた。従つて二酸化マンガ
ン１ｇに対し、従来の例えばアセチレンブラツク
の場合は0.18〜0.25ｇの添加を必要としたが、
800m2／ｇ以上、望ましくは1000m2／ｇ以上の比
表面積を有する無定形炭素粉末を導電材として用
いることにより、その添加量は二酸化マンガン１
ｇに対して最少限0.02〜0.03ｇ程度にできること
を見出した。
すなわち、比表面積800m2／ｇ以上の無定形炭
素粉末は高比表面積をもつとともに粒径がｍμオ
ーダであつて、二酸化マンガンの10〜30μｍとは
１〜２桁小さいため、二酸化マンガン粒子の表面
に付着したような状態で存在し、少量の混入によ
つても十分な導電性を確保できるのである。これ
によつて充填容量の増大とともに放電性能の向上
を図ることができる。なお、比表面積が800m2／
ｇより小さい無定形炭素粉末を用いた場合は、二
酸化マンガンに対する最少限の混合割合を前記の
ような値にすることは困難であり、従来例に比べ
て顕著な優位性がなくなる。
素粉末は高比表面積をもつとともに粒径がｍμオ
ーダであつて、二酸化マンガンの10〜30μｍとは
１〜２桁小さいため、二酸化マンガン粒子の表面
に付着したような状態で存在し、少量の混入によ
つても十分な導電性を確保できるのである。これ
によつて充填容量の増大とともに放電性能の向上
を図ることができる。なお、比表面積が800m2／
ｇより小さい無定形炭素粉末を用いた場合は、二
酸化マンガンに対する最少限の混合割合を前記の
ような値にすることは困難であり、従来例に比べ
て顕著な優位性がなくなる。
以下本発明をその実施例により説明する。
比表面積約1000m2／ｇの粒状の炭素粉末（アク
ゾ社のE.C.ブラツク）を種々の割合で二酸化マ
ンガンに混合し、これを１トン／cm2の圧力で合剤
ａを成形した。比較例として比表面積約90m2／ｇ
のアセチレンブラツクを二酸化マンガンに混合
し、同様の成形圧力で合剤ｂを得た。これらの合
剤の比抵抗および充填容量を第１図に示す。図中
実線は比抵抗、点線は充填容量を表す。
ゾ社のE.C.ブラツク）を種々の割合で二酸化マ
ンガンに混合し、これを１トン／cm2の圧力で合剤
ａを成形した。比較例として比表面積約90m2／ｇ
のアセチレンブラツクを二酸化マンガンに混合
し、同様の成形圧力で合剤ｂを得た。これらの合
剤の比抵抗および充填容量を第１図に示す。図中
実線は比抵抗、点線は充填容量を表す。
第１図から明らかなように、二酸化マンガンに
対する炭素粉末の混合割合が増すにつれて、合剤
の比抵抗は下がり、充填容量は下がる。しかし、
比表面積の大きい炭素粉末を用いた場合ａは、ご
く少量の範囲まで比抵抗が減少することが注目さ
れる。
対する炭素粉末の混合割合が増すにつれて、合剤
の比抵抗は下がり、充填容量は下がる。しかし、
比表面積の大きい炭素粉末を用いた場合ａは、ご
く少量の範囲まで比抵抗が減少することが注目さ
れる。
大容量の電池を得るには、合剤の充填容量は
1Ah／ml以上であることが望ましい。上記の例ａ
では、合剤の比抵抗として望ましい0.2Ω／cm以
下でかつ充填容量1Ah／ml以上の条件を、１〜９
重量％の混合割合で満足している。しかし鎖状構
造をもち、比表面積も50〜90m2／ｇと小さいアセ
チレンブラツクあるいはこれを核とした導電材で
はこのような条件を満たしていない。
1Ah／ml以上であることが望ましい。上記の例ａ
では、合剤の比抵抗として望ましい0.2Ω／cm以
下でかつ充填容量1Ah／ml以上の条件を、１〜９
重量％の混合割合で満足している。しかし鎖状構
造をもち、比表面積も50〜90m2／ｇと小さいアセ
チレンブラツクあるいはこれを核とした導電材で
はこのような条件を満たしていない。
次に、二酸化マンガンと上記の比表面積約1000
m2／ｇの粒状の無定形炭素粉末とを重量比で99：
１および91：９の割合で混合した合剤Ａおよび
A′を用いて構成したリチウム電池の放電特性を
示す。比較例として、二酸化マンガンと比表面積
約90m2／ｇのアセチレンブラツクとを重量比で
91：９および80：20の割合で混合した合剤Ｂおよ
びB′を用いた。
m2／ｇの粒状の無定形炭素粉末とを重量比で99：
１および91：９の割合で混合した合剤Ａおよび
A′を用いて構成したリチウム電池の放電特性を
示す。比較例として、二酸化マンガンと比表面積
約90m2／ｇのアセチレンブラツクとを重量比で
91：９および80：20の割合で混合した合剤Ｂおよ
びB′を用いた。
なおこれらの合剤は充分乾燥した後、結着剤の
ポリ４フツ化エチレンを２重量％添加して直径17
mmの円板状の電極に加圧成形した。合剤量は各々
0.7ｇであり、電極厚みは1.0±0.1mmとした。この
ときの充填容量はＡが210mAh、A′が193mAh、
Ｂが193mAh、B′が170mAhである。
ポリ４フツ化エチレンを２重量％添加して直径17
mmの円板状の電極に加圧成形した。合剤量は各々
0.7ｇであり、電極厚みは1.0±0.1mmとした。この
ときの充填容量はＡが210mAh、A′が193mAh、
Ｂが193mAh、B′が170mAhである。
負極には直径17mm、厚さ0.5mmで理論容量
246mAhの円板状金属リチウムを用い、電解質に
はプロピレンカーボネートと１，２―ジメトキシ
エタンとの等容積混合溶媒に１モル／の過塩素
酸リチウムを溶解したものを用いた。
246mAhの円板状金属リチウムを用い、電解質に
はプロピレンカーボネートと１，２―ジメトキシ
エタンとの等容積混合溶媒に１モル／の過塩素
酸リチウムを溶解したものを用いた。
上記の正負の電極を厚さ0.02mmのポリプロピレ
ン製不織布のセパレータを介して組み合わせ、扁
平形電池を構成した。
ン製不織布のセパレータを介して組み合わせ、扁
平形電池を構成した。
第２図は、これらの電池を20℃において5kΩ
の負荷抵抗で放電したときの特性を比較したもの
である。
の負荷抵抗で放電したときの特性を比較したもの
である。
図から明らかなように、本発明による電池Ａ，
A′は放電々圧、放電容量ともに優れている。充
填容量を同じくした電池A′とＢの比較では、Ｂ
は放電々圧に劣り、導電材の量を増してこれを改
良しようとしたB′では放電容量が小さくなつてい
る。
A′は放電々圧、放電容量ともに優れている。充
填容量を同じくした電池A′とＢの比較では、Ｂ
は放電々圧に劣り、導電材の量を増してこれを改
良しようとしたB′では放電容量が小さくなつてい
る。
次に無定形炭素粉末の比表面積による効果を検
討した。通常この炭素粉末は、オイル、ガスなど
から、フアーネス式不完全燃焼法で比表面積が
800m2／ｇ以上程度のものが得られるもので、ア
クゾ社のE.C.ブラツクが代表的なものとされて
いるが、燃焼条件を特別に変えることにより、比
表面積がそれぞれ、ほゞ600m2／ｇ、800m2／ｇ、
1300m2／ｇのものを得た。これらの炭素粉末を合
剤ａの製法と全く同じ条件でそれぞれ合剤ｃ，
ｄ，ｅを成形した。合剤ａの場合と同様に、比抵
抗、充填容量を測定したが、その結果は合剤ａと
殆んど変りはなかつた。
討した。通常この炭素粉末は、オイル、ガスなど
から、フアーネス式不完全燃焼法で比表面積が
800m2／ｇ以上程度のものが得られるもので、ア
クゾ社のE.C.ブラツクが代表的なものとされて
いるが、燃焼条件を特別に変えることにより、比
表面積がそれぞれ、ほゞ600m2／ｇ、800m2／ｇ、
1300m2／ｇのものを得た。これらの炭素粉末を合
剤ａの製法と全く同じ条件でそれぞれ合剤ｃ，
ｄ，ｅを成形した。合剤ａの場合と同様に、比抵
抗、充填容量を測定したが、その結果は合剤ａと
殆んど変りはなかつた。
次に合剤Ａの製法と全く同じ製法で合剤Ｃ，
Ｄ，Ｅを製作し、それぞれ電池を構成した。第３
図に電池Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅを20℃、5kΩの負荷抵
抗で放電した時の特性比較を、第４図に20℃、
1kΩの負荷抵抗で放電した時の特性比較を示
す。第３図から明らかなように、5kΩ程度の放
電では、導電材量が同じの時はその比表面積によ
る特性差は殆んど認められなかつた。但し第４図
にみられるように、1kΩという比較的高率での
放電においては、明らかな差が認められる。即
ち、導電材として、比表面積が600m2／ｇの無定
形炭素粉末を用いたものは放電電圧が低く、活物
質の利用率（放電容量）も小さくなる。これに対
し、比表面積が800m2／ｇ、1300m2／ｇの無定形
炭素粉末を用いたＤ，Ｅは、Ａと殆んど同じ良好
な特性を示す。特に最近電池を用いる機器の高付
加機能化により、使用する電流も大きなものがあ
り、この特性差は大きい。
Ｄ，Ｅを製作し、それぞれ電池を構成した。第３
図に電池Ａ，Ｃ，Ｄ，Ｅを20℃、5kΩの負荷抵
抗で放電した時の特性比較を、第４図に20℃、
1kΩの負荷抵抗で放電した時の特性比較を示
す。第３図から明らかなように、5kΩ程度の放
電では、導電材量が同じの時はその比表面積によ
る特性差は殆んど認められなかつた。但し第４図
にみられるように、1kΩという比較的高率での
放電においては、明らかな差が認められる。即
ち、導電材として、比表面積が600m2／ｇの無定
形炭素粉末を用いたものは放電電圧が低く、活物
質の利用率（放電容量）も小さくなる。これに対
し、比表面積が800m2／ｇ、1300m2／ｇの無定形
炭素粉末を用いたＤ，Ｅは、Ａと殆んど同じ良好
な特性を示す。特に最近電池を用いる機器の高付
加機能化により、使用する電流も大きなものがあ
り、この特性差は大きい。
以上述べたように、本発明は比表面積が800
m2／ｇ、望ましくは1000m2／ｇ以上といつた従来
の炭素粉末の10倍以上の表面積を有する粒状の無
定形炭素粉末を導電材として用いることにより、
電池の大容量化と放電特性の改良を図つたもので
ある。
m2／ｇ、望ましくは1000m2／ｇ以上といつた従来
の炭素粉末の10倍以上の表面積を有する粒状の無
定形炭素粉末を導電材として用いることにより、
電池の大容量化と放電特性の改良を図つたもので
ある。
通常負極にリチウムを用いる有機電解質電池で
は、負極は溶解型電極であるため、比較的大電流
がとり出し易く、実際の使用においては、正極か
らとり出し得る電流によつて、電池の放電が規制
されることになる。
は、負極は溶解型電極であるため、比較的大電流
がとり出し易く、実際の使用においては、正極か
らとり出し得る電流によつて、電池の放電が規制
されることになる。
一方水溶液系電池、例えば正極に二酸化マンガ
ン、負極に亜鉛を用いるアルカリマンガン電池で
は、電解液として水に水酸化カリウム（KOH）
を溶解したものを用いるが、この水酸化カリウム
が有機電解質電池の溶質であるリチウムの無機塩
の役割を果す。この場合、水酸化カリウムは約７
〜10モル／程度のものを用いるため、電解液の
電導度が高く、かつ電極近傍には反応すべきイオ
ンが無数に存在する。
ン、負極に亜鉛を用いるアルカリマンガン電池で
は、電解液として水に水酸化カリウム（KOH）
を溶解したものを用いるが、この水酸化カリウム
が有機電解質電池の溶質であるリチウムの無機塩
の役割を果す。この場合、水酸化カリウムは約７
〜10モル／程度のものを用いるため、電解液の
電導度が高く、かつ電極近傍には反応すべきイオ
ンが無数に存在する。
これに対し有機電解質の電池の場合、通常溶質
は１〜２モル／程度しか溶解せず、従つて電解
液の電導度が低く、かつ電極近傍に反応すべきイ
オン（二酸化マンガン正極に対してはリチウムイ
オン）が少いためいかにそのイオンをとり込み、
す早く反応するかが問題となる。
は１〜２モル／程度しか溶解せず、従つて電解
液の電導度が低く、かつ電極近傍に反応すべきイ
オン（二酸化マンガン正極に対してはリチウムイ
オン）が少いためいかにそのイオンをとり込み、
す早く反応するかが問題となる。
本発明で特に有効であつたのは、比表面積の大
きい無定形炭素粉末を導電材として用いることに
より、電極の比抵抗を下げると共に、この炭素粉
末が従来から用いられているアセチレンブラツク
などよりも吸液量が極端に大きいため、反応部分
である活物質と導電材の炭素粉末および電解液の
三成分の接点を増加させ、かつ電極近傍に反応す
べきリチウムイオンを多量に供給することができ
る点にある。このことが二酸化マンガン正極から
大電流をとり出し、更に利用率を向上さすことに
有効であると云える。
きい無定形炭素粉末を導電材として用いることに
より、電極の比抵抗を下げると共に、この炭素粉
末が従来から用いられているアセチレンブラツク
などよりも吸液量が極端に大きいため、反応部分
である活物質と導電材の炭素粉末および電解液の
三成分の接点を増加させ、かつ電極近傍に反応す
べきリチウムイオンを多量に供給することができ
る点にある。このことが二酸化マンガン正極から
大電流をとり出し、更に利用率を向上さすことに
有効であると云える。
また前述の例で有機電解質には、プロピレンカ
ーボネートと１，２―ジメトキシエタンとの混合
溶媒を用いたものを示したが、この他にγ―ブチ
ロラクトン、テトラヒドロフランなど通常用いら
れる有機溶媒を用いる場合においても同様な効果
が認められる。
ーボネートと１，２―ジメトキシエタンとの混合
溶媒を用いたものを示したが、この他にγ―ブチ
ロラクトン、テトラヒドロフランなど通常用いら
れる有機溶媒を用いる場合においても同様な効果
が認められる。
第１図は合剤の炭素粉末混合割合と比抵抗およ
び充填容量の関係を比較した図、第２図は各種合
剤を用いた電池の放電特性の比較を示す図、第３
図，第４図は比表面積の異なる無定形炭素粉末を
導電材とした時の電池の放電特性の比較を示す図
である。
び充填容量の関係を比較した図、第２図は各種合
剤を用いた電池の放電特性の比較を示す図、第３
図，第４図は比表面積の異なる無定形炭素粉末を
導電材とした時の電池の放電特性の比較を示す図
である。
Claims (1)
- １ 軽金属を活物質とする負極と、二酸化マンガ
ンを活物質とする正極と、有機電解質とからな
り、前記正極の二酸化マンガンに混合される導電
材が、比表面積800m2／ｇ以上の粒状の無定形炭
素粉末であつて、この無定形炭素粉末と二酸化マ
ンガンとの混合割合が、重量比で１：99ないし
９：91であることを特徴とする有機電解質電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15392078A JPS5580271A (en) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | Organic electrolyte cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15392078A JPS5580271A (en) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | Organic electrolyte cell |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5580271A JPS5580271A (en) | 1980-06-17 |
| JPS6130383B2 true JPS6130383B2 (ja) | 1986-07-12 |
Family
ID=15572975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15392078A Granted JPS5580271A (en) | 1978-12-12 | 1978-12-12 | Organic electrolyte cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5580271A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002083588A (ja) * | 2000-09-08 | 2002-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池用正極合剤の製造方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58137975A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解液二次電池 |
| JPS63108670A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-13 | Toshiba Battery Co Ltd | マンガン乾電池 |
| JP2611265B2 (ja) * | 1987-10-17 | 1997-05-21 | ソニー株式会社 | 非水電解液二次電池 |
| JPH06163034A (ja) * | 1992-11-24 | 1994-06-10 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 非水電解液電池用正極の製造方法 |
-
1978
- 1978-12-12 JP JP15392078A patent/JPS5580271A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002083588A (ja) * | 2000-09-08 | 2002-03-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | リチウムイオン二次電池用正極合剤の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5580271A (en) | 1980-06-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3508967A (en) | Negative lithium electrode and electrochemical battery containing the same | |
| US4197366A (en) | Non-aqueous electrolyte cells | |
| WO2001003226A1 (fr) | Accumulateur electrolytique non aqueux et dispositif le contenant | |
| WO2001003227A1 (fr) | Accumulateur electrolytique non aqueux | |
| JPS6149790B2 (ja) | ||
| JPS6130383B2 (ja) | ||
| JP2000294294A (ja) | 非水電解液二次電池 | |
| JPH08167413A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2871077B2 (ja) | 非水電解質二次電池用負極の製造法 | |
| JPH09245798A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JP2919531B2 (ja) | 電 池 | |
| JPH0547944B2 (ja) | ||
| JPH0359963A (ja) | リチウム二次電池 | |
| JPH02239572A (ja) | ポリアニリン電池 | |
| JPS6364263A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0770315B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH01163969A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPS62217567A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH0715820B2 (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPH09129238A (ja) | 電 池 | |
| JP2000133313A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JP2003297356A (ja) | リチウム二次電池用正極合材スラリー、それを用いたリチウム二次電池用正極およびリチウム二次電池 | |
| JPH09180724A (ja) | 電 池 | |
| JPS59111267A (ja) | 非水電解液電池 | |
| JPS63174270A (ja) | 非水電解液電池 |