JPS6155867A - 非水電池 - Google Patents
非水電池Info
- Publication number
- JPS6155867A JPS6155867A JP17888484A JP17888484A JPS6155867A JP S6155867 A JPS6155867 A JP S6155867A JP 17888484 A JP17888484 A JP 17888484A JP 17888484 A JP17888484 A JP 17888484A JP S6155867 A JPS6155867 A JP S6155867A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- oxyhalide
- current collector
- battery
- electrode current
- Prior art date
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- Granted
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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
-
- 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
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/663—Selection of materials containing carbon or carbonaceous materials as conductive part, e.g. graphite, carbon fibres
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (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、従来の注液式のオキシハライド電池より高容
量で、あらゆるコードレス機器用電源として使用可能な
注液式のオキシハライド電池に関するものである。
量で、あらゆるコードレス機器用電源として使用可能な
注液式のオキシハライド電池に関するものである。
従来の技術
正極活物質にオキシハライドを用いる非水電池では、オ
キシハライドとして塩化チオニル、塩化スルフリル等を
、負極活物質には活性金属であるリチウム等を用いる電
池が開発されている。
キシハライドとして塩化チオニル、塩化スルフリル等を
、負極活物質には活性金属であるリチウム等を用いる電
池が開発されている。
このオキシハライド電池は、電池の溶媒が正極活物質を
兼ねるため、エネルギー密度が太き（、開路電圧は３．
７■を示すなど、浸れた特性を有するものの、電池長期
貯蔵管の放電では、放電初期に負極上に生成した保護膜
のため、電圧遅延が生ずるという問題がある。この電圧
遅延を解決するため、電池極板群と、電解設立を添加し
たオキシハライド溶液とを分離してＪヲき、電ｉ１！！
使用時に電池内へオキシハライド溶液を注入し、電池の
活性化をはかる、いわゆる注液式の電池とする方法が採
られている。注液式の電池とり−ることで貯蔵時の電池
の自己放電等の劣化しｌｌ制され、電ｉ１！！ｌｉｒ命
の極めて長い、ぼれた電池となる。又、電池を注液式と
することで、電池内に電解液のオキシハライド溶液を持
つ電池では、負極の自己放電を促進して使えなかった塩
化ガリウムや塩化アルミニウムといったルイス酸が電ｗ
？質として使用可能となり、高率放電が出来るという利
点も有する（Ｎ。
兼ねるため、エネルギー密度が太き（、開路電圧は３．
７■を示すなど、浸れた特性を有するものの、電池長期
貯蔵管の放電では、放電初期に負極上に生成した保護膜
のため、電圧遅延が生ずるという問題がある。この電圧
遅延を解決するため、電池極板群と、電解設立を添加し
たオキシハライド溶液とを分離してＪヲき、電ｉ１！！
使用時に電池内へオキシハライド溶液を注入し、電池の
活性化をはかる、いわゆる注液式の電池とする方法が採
られている。注液式の電池とり−ることで貯蔵時の電池
の自己放電等の劣化しｌｌ制され、電ｉ１！！ｌｉｒ命
の極めて長い、ぼれた電池となる。又、電池を注液式と
することで、電池内に電解液のオキシハライド溶液を持
つ電池では、負極の自己放電を促進して使えなかった塩
化ガリウムや塩化アルミニウムといったルイス酸が電ｗ
？質として使用可能となり、高率放電が出来るという利
点も有する（Ｎ。
Ｄｏｄｄａｐａｎｅｎｉ ｅｔ ａｔ、 Ｐｒｏｃ 、
３０ｔｈ Ｐｏｗｅｒ ３０旧゛ｃｃｓ Ｓｙ
ｍｐｏｓｉｕｍ ７− １０ Ｊｕｎａ １！Ｊ
８２．ｐ 、 ２０１、 ｐｕｌ＞１ｉｓｔ）ｅ
ｄ ｂｙ Ｔ Ｉ）ｅ Ｅ ｌｅｃｊｒｏｃｈｅｍ、
３ｏｃ。
３０ｔｈ Ｐｏｗｅｒ ３０旧゛ｃｃｓ Ｓｙ
ｍｐｏｓｉｕｍ ７− １０ Ｊｕｎａ １！Ｊ
８２．ｐ 、 ２０１、 ｐｕｌ＞１ｉｓｔ）ｅ
ｄ ｂｙ Ｔ Ｉ）ｅ Ｅ ｌｅｃｊｒｏｃｈｅｍ、
３ｏｃ。
１ｎＪ）。
オキシハライド電池では正極活物質が液体であるため、
多孔質の正極集電体中で放電反応を起こさせる必要があ
る。そのため正極集電体の多孔度。
多孔質の正極集電体中で放電反応を起こさせる必要があ
る。そのため正極集電体の多孔度。
細孔分布等の物性は、電池特性に大きく影響する（Ｓ、
５Ｚｆ）ａｋ ｅｔ ａｔ、 Ｊ、 ｐｏｗｅｒ
３ｏｕｒｃｅｓ、 １０（１９８３） ３４３）。そ
れにもががねらず、正極集電体中での放電反応に必要な
大きざの細孔径である有効細孔径に関して論じた文献及
び特許はない。
５Ｚｆ）ａｋ ｅｔ ａｔ、 Ｊ、 ｐｏｗｅｒ
３ｏｕｒｃｅｓ、 １０（１９８３） ３４３）。そ
れにもががねらず、正極集電体中での放電反応に必要な
大きざの細孔径である有効細孔径に関して論じた文献及
び特許はない。
発明が解決しようとする問題点
以上のにうに従来明らかにされてぃなかった正（ｈ集電
体の有効細孔径を解明Ｊるとともに、この結果をもとに
従来電）■よりも更に高容量の注液式の副キシハライド
′ｖ：ｉ池を１！７ることを目的と１′るものである。
体の有効細孔径を解明Ｊるとともに、この結果をもとに
従来電）■よりも更に高容量の注液式の副キシハライド
′ｖ：ｉ池を１！７ることを目的と１′るものである。
問題点を解決するための手段
本発明（よ、塩化ガリウム電解質を用いる注液式オキシ
ハライド電池を高率放電した時の正極集電体の有効粗孔
径を明らかにし、放電反応に有効に関与する細孔表面積
が大きなカーボンを正穆果電体に用いることで、従来の
アセチレンブラックを正極集電体に用いた電池Ｊ：す、
高容量の注液式のオキシハライド電池を提供するもので
ある。
ハライド電池を高率放電した時の正極集電体の有効粗孔
径を明らかにし、放電反応に有効に関与する細孔表面積
が大きなカーボンを正穆果電体に用いることで、従来の
アセチレンブラックを正極集電体に用いた電池Ｊ：す、
高容量の注液式のオキシハライド電池を提供するもので
ある。
作用
凝集状態の違うフン・−ネスブラック及び従来の正極集
電体材料であるアセチレンブラックを用いて、種々の細
孔分布を有する正極集電体を作成し、電池試験を行なっ
た。
電体材料であるアセチレンブラックを用いて、種々の細
孔分布を有する正極集電体を作成し、電池試験を行なっ
た。
オキシハライド電池では、放電時、正極東電体中で、オ
キシハライドの還元反応が起き、反応生成物のうら、正
極活物質で、溶媒でしあるオキシハライドに不溶の塩は
、正）々集電体内に析出する。
キシハライドの還元反応が起き、反応生成物のうら、正
極活物質で、溶媒でしあるオキシハライドに不溶の塩は
、正）々集電体内に析出する。
この放電生成物の集電体反応面への析出で放電終了に至
る。
る。
注液式の７ｌ−１＝シバライド電池の利点は、他の非水
電池では不可能なほど高率での放電が可能な点である。
電池では不可能なほど高率での放電が可能な点である。
同電池を高率で放電すると、放電反応において、反応種
の拡散が支配的どなり、正極集電体の細孔のうち、充分
な径を有する細孔のみが反応に関与する様になると考え
られる。
の拡散が支配的どなり、正極集電体の細孔のうち、充分
な径を有する細孔のみが反応に関与する様になると考え
られる。
又、オキシハライド電池では、放電容量は、有効反応表
面積の反応生成物での被覆で決定されるので、放電容■
と有効反応表面積どの間には相関がある。そこで、ンＱ
集状態の違うｌ！Ｉｉ々のカーボンを正極集電体材料と
することで、細孔分布の異なる正極集電体を作り、電池
試験を行なって、放電容■ど反応表面積の関係を調べた
。本発明は正極集電体の有効細孔径の結果から、従来の
アセチレンブラックによる正（セ東電体より大ぎな有効
反応・ 表面積を有する正極３Ａ電休を用いて電池を作
ることで、電池１テｒ性の改善をはかるものである。
面積の反応生成物での被覆で決定されるので、放電容■
と有効反応表面積どの間には相関がある。そこで、ンＱ
集状態の違うｌ！Ｉｉ々のカーボンを正極集電体材料と
することで、細孔分布の異なる正極集電体を作り、電池
試験を行なって、放電容■ど反応表面積の関係を調べた
。本発明は正極集電体の有効細孔径の結果から、従来の
アセチレンブラックによる正（セ東電体より大ぎな有効
反応・ 表面積を有する正極３Ａ電休を用いて電池を作
ることで、電池１テｒ性の改善をはかるものである。
実施例
凝集状態の異なる四種の）１−ネスブラック及び従来の
正極集電体材わ［であるアセチレンブラックを用いて正
極集電体を作成し、電池試験を行な？た。正極ｍ電体は
、ニッケルエキスバンド集電網にテフロンを１１％バイ
ンダーとして含むカーボンペーストを塗布し、真空乾燥
することにＪ：り作成した。負極にはリチウムを用い、
ニッケル集電網にリチウム薄膜を圧着してＩｔ ＦＥと
した。セパレータは厚さ０．１３ｍｍ 、多孔度９２％
のガラス４５ Ｍよりなる不織布を使用し、電解質とし
て塩化ガリウムを２Ｍ塩化チオニルに添加した。
正極集電体材わ［であるアセチレンブラックを用いて正
極集電体を作成し、電池試験を行な？た。正極ｍ電体は
、ニッケルエキスバンド集電網にテフロンを１１％バイ
ンダーとして含むカーボンペーストを塗布し、真空乾燥
することにＪ：り作成した。負極にはリチウムを用い、
ニッケル集電網にリチウム薄膜を圧着してＩｔ ＦＥと
した。セパレータは厚さ０．１３ｍｍ 、多孔度９２％
のガラス４５ Ｍよりなる不織布を使用し、電解質とし
て塩化ガリウムを２Ｍ塩化チオニルに添加した。
電池構造を第１図に示す。第１図は本発明になる電池の
一実施例を示ずものであり、図において（１）は正極集
電体、（２）は正極リード、（３）はセパレータ、（４
）は負極、（５）はテフロンよりなる極板固定治具であ
る。正極板は１０ｍｍｘ ２０ｍｍｘ ０．３ｍｍとし
負極板も同−面積とした。放電は、電池へ電解質を含む
塩化チオニルを汁液後ただちに８５ ｍＡ ／ ｃ＋＋
（で端子電圧２．５ｖまで定電流で行なった。なお、放
電容量は、正１重集電電により規制される様リチウム及
び塩化チオニルは過剰に使用し ｌこ 。
一実施例を示ずものであり、図において（１）は正極集
電体、（２）は正極リード、（３）はセパレータ、（４
）は負極、（５）はテフロンよりなる極板固定治具であ
る。正極板は１０ｍｍｘ ２０ｍｍｘ ０．３ｍｍとし
負極板も同−面積とした。放電は、電池へ電解質を含む
塩化チオニルを汁液後ただちに８５ ｍＡ ／ ｃ＋＋
（で端子電圧２．５ｖまで定電流で行なった。なお、放
電容量は、正１重集電電により規制される様リチウム及
び塩化チオニルは過剰に使用し ｌこ 。
本実施例で使用したカーボン及び同カーボンにより作成
した正極集電体の物性を表１に示す。
した正極集電体の物性を表１に示す。
族１．カーボン及び正極集電体の物性
種類の側のアーアはチレンブラック、フ１＝ファーネス
ブラックを表わす。
ブラックを表わす。
吸油■およびよう索吸るｍはロ本工業規格ＪＩＳ Ｋ
Ｇ２２１による 吸油ｍとは、７Ｊ−ボンの凝集の程度を表わす直で、−
窓層のカーボン中の空隙を満すのに要する油の瓜である
。よう素吸着担はカーボンの表面積を示す。
Ｇ２２１による 吸油ｍとは、７Ｊ−ボンの凝集の程度を表わす直で、−
窓層のカーボン中の空隙を満すのに要する油の瓜である
。よう素吸着担はカーボンの表面積を示す。
２Ｍ塩化ガリウムを電解質としたリチウム／塩化チオニ
ル電池の８５ ｍＡ ／ ｃｕｔでの放電試験の結果を
表２に示す。
ル電池の８５ ｍＡ ／ ｃｕｔでの放電試験の結果を
表２に示す。
表２．１１／５ＯＣＩ２電池８５ ｍ△／ａイ放電の結
果単位カーボン重量当りの放電容認と正極集電体用カー
ボンのよう素吸着量（比表面積）に相関はなく、正４Ｉ
７Ａ東電体内のすべての細孔が放電に関与しているわけ
ではないことが分かる。そこで正極集電体の水銀圧入法
による細孔体積の結果より各細孔の表面積を求め、有効
細孔径より大ぎな径の細孔の積算表面積が単位カーボン
徂呂当りの放電容量と一次の相関を示寸様に有効細孔径
を決定した。有効細孔径を４０ ｍμとした時のそれぞ
れの電池の単位カーボン瓜ｍ当り放電各回と有効反応表
面積の関係を第２図に示すが、橿めて良い相関を示ず。
果単位カーボン重量当りの放電容認と正極集電体用カー
ボンのよう素吸着量（比表面積）に相関はなく、正４Ｉ
７Ａ東電体内のすべての細孔が放電に関与しているわけ
ではないことが分かる。そこで正極集電体の水銀圧入法
による細孔体積の結果より各細孔の表面積を求め、有効
細孔径より大ぎな径の細孔の積算表面積が単位カーボン
徂呂当りの放電容量と一次の相関を示寸様に有効細孔径
を決定した。有効細孔径を４０ ｍμとした時のそれぞ
れの電池の単位カーボン瓜ｍ当り放電各回と有効反応表
面積の関係を第２図に示すが、橿めて良い相関を示ず。
以上の結果にす、正極集電体の細孔分布を考慮して有効
反応表面積をアセチレンブラックによる集電体の５０ｕ
ｌ ／ ｇより大ぎくした正極集電体を用い電池を組む
ことで、従来のアセチレンブラックを正極集電体に用い
た電池より、高言届の塩化ガリウム電解質を用いた注液
式オキシハライド電池が製造可能となる。
反応表面積をアセチレンブラックによる集電体の５０ｕ
ｌ ／ ｇより大ぎくした正極集電体を用い電池を組む
ことで、従来のアセチレンブラックを正極集電体に用い
た電池より、高言届の塩化ガリウム電解質を用いた注液
式オキシハライド電池が製造可能となる。
本実施例ではオキシハライドとして塩化チオニルを用い
たが、Ｉ＝化スルフリルでも同様の効果が期待できる。
たが、Ｉ＝化スルフリルでも同様の効果が期待できる。
発明の効果
高率放電を要求される塩化ガリウム電解質を用いる注液
式のオキシハライド電池での正ｔＭ ！ｌ！ ？Ｉｌｉ
体の有効細孔径は４０ ｍμ以上であることが分かった
。
式のオキシハライド電池での正ｔＭ ！ｌ！ ？Ｉｌｉ
体の有効細孔径は４０ ｍμ以上であることが分かった
。
本発明はこの結果をふまえ従来のアセチレンブラックを
用いた正極集電体の有効反応表面ｌ ： ５０ｍ１／ｇ
より広い有効反応表面積を有する正極集電体を用いるこ
とで、従来電池より高言１の注液式の塩化ガリウム電解
質を用いるオキシハライド電池を提供するものである。
用いた正極集電体の有効反応表面ｌ ： ５０ｍ１／ｇ
より広い有効反応表面積を有する正極集電体を用いるこ
とで、従来電池より高言１の注液式の塩化ガリウム電解
質を用いるオキシハライド電池を提供するものである。
本発明電池用正極ｉ電体には、アセチレンブラックに代
えて高凝集のファーネスブラックに代表される。カーボ
ンブラックが使用可能である。
えて高凝集のファーネスブラックに代表される。カーボ
ンブラックが使用可能である。
第１図は本発明になる電池の一実施例を示す断面図、第
２図は従来電池Ａ及び本発明になる電池Ｂ−Ｅの単位カ
ーボン重二当り放電容二と正極集電体の有効反応表面積
の関係図である。
２図は従来電池Ａ及び本発明になる電池Ｂ−Ｅの単位カ
ーボン重二当り放電容二と正極集電体の有効反応表面積
の関係図である。
Claims (1)
- １、正極活物質にオキシハライドを、正極集電体にカー
ボンブラックあるいはカーボンブラックと導電体等の複
合体を用い、負極活物質に活性金属を使用し、電解質と
して前記オキシハライド中に塩化ガリウムを、あるいは
、塩化ガリウムとアルカリ金属あるいはアルカリ土類金
属の塩を添加して用いる注液式の非水電池において、前
記正極集電体をなすカーボンブラックの４０ｍμ以上の
直径を有する孔の積算表面積が、単位重量当り５０ｍ＾
２／ｇ以上であることを特徴とする非水電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17888484A JPS6155867A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 非水電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17888484A JPS6155867A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 非水電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6155867A true JPS6155867A (ja) | 1986-03-20 |
| JPH0558229B2 JPH0558229B2 (ja) | 1993-08-26 |
Family
ID=16056380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17888484A Granted JPS6155867A (ja) | 1984-08-27 | 1984-08-27 | 非水電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6155867A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2567413A (en) * | 2017-08-15 | 2019-04-17 | Hs Products Ltd | Pocketed spring unit and method and apparatus for forming the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103160896B (zh) * | 2013-03-01 | 2015-06-10 | 溧阳市新力机械铸造有限公司 | 一种印刷电路板用黑孔化溶液的制备方法 |
-
1984
- 1984-08-27 JP JP17888484A patent/JPS6155867A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2567413A (en) * | 2017-08-15 | 2019-04-17 | Hs Products Ltd | Pocketed spring unit and method and apparatus for forming the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0558229B2 (ja) | 1993-08-26 |
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