JPS62184770A - Ｌｉ及びＳＯ２Ｃｌ２の組み合わせを使用する電池 - Google Patents

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】 本発明は約１００ｍＡ／ａｍ２の高電流密度で高速放電
を得るためのＬｉ／ＳＯ□Ｃ１２結合使用始動化可能電
池に係わる。

ル泗ノと１月− このような条件で作動するＬ；／ＳＯＣ＋２及びＬｉ／
ＳＯ□Ｃ１２電池は既に知られている。

Ｌｉ／５ＯｚＣ１２電池はＬｉ／ＳＯＣ，Ｉ２電池には
見られない問題、即ち陰極の分極が強いという問題を有
する。

この問題を解消するためにはプラチナ含有陰極又は体招
当なりの比表面績の大きい活性炭陰極を使用し得るが、
この種の方法はコストが高く、又は多孔性支持体の形状
で使用するのが難しい。

本発明の目的はＬｉ／５ＯＣ１２電池の場合と同様の方
法でＬｉ／ＳＯ□Ｃ１□電池の陰極を形成して前述の問
題を解消することにある。

第１６回１ｎｔｅｒｓｏｃ、　Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｖ
ｅｒｓｉｏｎ　Ｅｎｇｉ−ｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｎｆ、
の会報（Ｔｈｅ　八ｍｅｒｉｃａｎ　ｓｏｃ、　ｏｆＭ
ｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ　ＮＹ　１９
８１．９７ページ）に記載のＭ　［Ｉ　ＲＰ　ＩＩ　Ｙ
　、　Ｋ　ＲＥ　１１　Ｌ及びＬＩ八へＧの論文では、
始動化不能Ｌｉ／ＳＯ□Ｃ１□電池の電解液にハロゲン
を添加することの効果が研究されており、ハロゲンのう
ち塩素のみについて、これをＳＯ□Ｃ１２に加えること
が有利であると結論されている。この論文によれば、塩
素を添加すると電池を一３２°Ｃ〜＋１５０℃の温度で
使用した場合の安全性が増加する。

本出願人は、Ｌｉ／Ｓｏ□Ｃ１□電池の放電状態を向上
させるためには塩素を加えても効果はないが、臭素を電
解液に加えると驚くべき効果が得られることを発見した
。これは臭素が電解液中で減極剤としてではなく触媒と
して機能するためである。

１弧へｌ」 本発明は複数の電池構成セルを収容するケーシングと、
電解；Ｎ貯蔵室と、前記ケーシング内に電解液を導入す
るための始動化手段とを含み、前記セルか互いに電気的
に接続され且つ各々がリチウム陽極と、隔離板と、陰極
とを有し、前記電解；夜が正活物質の機能も果たし、こ
の電解液が更に臭素を電解液１リツトル当たり０．１モ
ル〜１モルの割合、好ましくは０．２〜０．５モルの割
合で含み、この臭素が減極剤としてではなく触媒として
機能することを特徴とするＬ；／５Ｏ２Ｃ’１２結合使
用始動化可能電池を提供する。

溶質は好ましくはＡｌＣｌ、又はＬｉＡｌＣｌ、から選
択し、１〜４モル／Ｉの割合で使用する。

本発明の他の特徴及び利点は添付図面に基づく以下の非
限定的具体例の説明から明らかにされよう。

共」（倒− 第１図に示し７た電池１は後で第２図を参照しながら説
明する種々の電気化学的部材を収容するケーシング２と
、電解液貯蔵室３と、始動化装置とを有する。この始動
化装置は圧力センサ５と協働する加圧アルゴン導入口４
を有し、この導入口から通路６を介して加圧アルゴンが
Ｍ７方向に送られる。その結果この蓋７が破れ、電解液
貯蔵室３の入口８が解放される。その結果電解液２０が
押し出されると、その圧力によってＭ９が破れ、電解液
が通路１０を通？てケーシング２内に流入する。

第２図は蓋２２によって閉鎖された電池１のケーシング
２の中身を示している。ケーシング２は下方半セル２３
と、セル２４のごとき中間セル６個と、上方半セル２５
とを積重しなものを収容している。

上方半セル２５は単一リチウム陽極３１と隔離板３３と
を有する。各中間セル２４は陰極３４と、隔離板３３と
、二重リチウム陽極３２と、隔離板３３とを順に有する
。下方半セルは陰極３４を有する。

符号４０〜４３はＰＴＦＥからなる種々のセパレータを
示す。ネジ４５は蓋２２に設けられたネジ立て４６と協
働する。

前記積重物は全体で、 一各々が０．８＋ｏｎ＋の厚みを有し且つポリテトラフ
ルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のごとき結合剤によりアセ
チレンブラックで被覆された厚み０．１ｍｍの電気鋳造
ニッケルコレクタからなる陰極７個と、−厚み０．３５
＋ｎｍのリチウム陽極７個と、−厚み０．１５ｍｍのガ
ラスファイバ製隔離板１３個とを含む。

電極の直径は６４ｍｍである。

各セルの活性表面は３．５ｄｎ＋２である。

ケーシング内の電解液体積は２５ｃｍ’である。

采ｊＩ（」− 電解液溶媒は５０２ＣＩ２、溶質は３Ｍ／ｌの割合のＬ
ｉ式ＩＣ１４である。この種の先行技術の電池を６＾／
ｄＩＩ１２の電流密度で２０℃で放電させる。時間１（
分）の関数としての放電Ｕ（ボルト）曲線を第３図の曲
線Ａで示した。

失１Ｊ［」ユ 前記電解液に塩素を０．５８／Ｉの割合で加えると曲線
Ｂが得られる。放電開始時には塩素の効果が瞬間的に観
察されるが、その後曲線Ｂは、ＳＯ□Ｃ１２のみの電解
液を使用した場合の放電曲線Ａと合致する。

夾ｆｌ１３一 本発明に従い、電解液に臭素を０．５Ｍ／ｌの割合で加
える（曲線Ｃ）。この場合は放電曲線が明らかな向上を
示すが、これは臭素の触媒効果に起因すると思われる。

実施例４ 実施例３の臭素に代えてヨードを加える（曲線Ｄ）。放
電の開始時には曲線Ａに少し向上が見られるが、得られ
た結果は全体としては臭素を添加した場合より明らかに
劣る。

実】ｌ引」ト二１− これらの実施例では、電解液中の臭素濃度を様々に変え
た。

第４図にも第３図の曲線Ａ及びＣを再び示した。

曲線Ｅは臭素濃度０．ＩＮ／Ｉに相当し、曲線Ｆは臭素
濃度０．２５８／ｌ、曲線Ｇは臭素濃度ＩＭ／ｌに相当
する。

いずれの場合にも放電性能は先行技術に比べて明らかに
向上している。臭素の触媒機能は実施例５に明白に現れ
ている。即ち、この実施例では３０ｃｍ３の電解？？１
（ＳＯ２ＣＩ２ＬｉΔＩＣＩ、３Ｍ　　ａｒ２０．ＩＭ
＞をセル中に注入したが、このセルは２２分間にわたっ
て２２アンペアの電流を放出した。これは３．２ボルト
の水平域で０．３フアラデーに相当する８八りの容量を
放電したことになる。

しかしながら、注入した臭素の量（０，１ｘ　３０／ｌ
０００・０．００３モル）は０．００６フアラデーにし
か相当しない。

臭素がＳＯ□ＣＩ２の還元で触媒の役割を果たす代りに
消費されていたとすれば、３．２ボルトの水平域で放電
された容量は０．０１６＾ｈ、即ち実際に得られた値の
１７５０でしかなかったであろう。

勿論、本発明は前述の実施例には限定されず、その範囲
内で電池のセル積重構造を変化させることも、別の溶質
を使用することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の始動化可ｆ＃、電池の部分的断面図、
第２図は始動化装置を省略した第１図の電池の分解断面
図、第３図は本発明の電池と本発明以外の電池とに関す
る放電Ｕ（ボルト）を時間ｔ（分）の関数として表す曲
線グラフ、第４図は電解液に臭素を異なる割合で含む本
発明の種々の電池の放電Ｕ（ボルト）を時間ｔ（分）の
関数として示す曲線グラフである。 １・・・・・・電池、２・・・・・・ゲージング、３・
・・・・・電解液貯蔵室、２０・・・・・・電解液、２
３，２４．２５・・・・・・電池構成セル、３１．３２
・・・・・・陽極、３３・・・・・・隔離板、３４・・
・・・・陰極。 ＦＩＧ、１

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｌｉ／ＳＯ＿２Ｃｌ＿２結合を使用する始動化可
   能電池であって、約１００ｍＡ／ｃｍ＾２の高電流密度
   で高速放電を得るのに使用され、複数の電池構成セルを
   収容するケーシングと、電解液貯蔵室と、前記ケーシン
   グ内に電解液を導入するための始動化手段とを含み、前
   記セルが互いに電気的に接続され且つ各々がリチウム陽
   極と、隔離板と、陰極とを有し、前記電解液が正活物質
   の機能も果たし、この電解液が更に臭素を電解液１リッ
   トル当たり０．１モル〜１モルの割合、好ましくは０．
   ２モル／ｌ〜０．５モル／ｌの割合で含み、この臭素が
   減極剤ではなく触媒として機能することを特徴とする始
   動化可能電池。
2. （２）溶質がＡｌＣｌ＿３及びＬｉＡｌＣｌ＿４の中か
   ら選択されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の始動化可能電池。
3. （３）電解塩濃度が１Ｍ／ｌ〜４Ｍ／ｌであることを特
   徴とする特許請求の範囲第２項に記載の始動化可能電池
   。