JPS62243247A - 非水系二次電池 - Google Patents
非水系二次電池Info
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- JPS62243247A JPS62243247A JP61085454A JP8545486A JPS62243247A JP S62243247 A JPS62243247 A JP S62243247A JP 61085454 A JP61085454 A JP 61085454A JP 8545486 A JP8545486 A JP 8545486A JP S62243247 A JPS62243247 A JP S62243247A
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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】
（イ）産業上の利用分野
本発明は二酸化モリブデン、五酸化バナジウム、チタン
或いは二オツの硫化物などの再充電可能な活物質よりな
る正極と、リチウムを活物質とする負極とを備えた非水
系二次電池に関するものである。
或いは二オツの硫化物などの再充電可能な活物質よりな
る正極と、リチウムを活物質とする負極とを備えた非水
系二次電池に関するものである。
（ロ）従来の技術
この種二次電池は放電時に負極活物質であるリチウムが
イオンとなって溶解し、充電時にその逆反応で負極上に
金属リチウムとして電析する反応であるが、電析・リチ
ウムは樹枝状に成長する傾向があり最終的に正極に達し
て内部短絡を引起すという問題がある・ このような不都合に対処するため、例えば特開昭５２−
５４２３号公報に開示されているリチウム−アルミニ・
ラム合金のようにリチウム合金を負極活物質とすること
が提案されている。リチウムと合金を形成する金属とし
てはアルミニウムの他にマグネシウム、亜鉛、スズ、鉛
などが挙げられる。リチウム合金の利点は次遅の如くで
ある。即ち、リチウム単独の場合にはリチウムがイオン
となって溶出すると負極表面が凹凸状となり、その後の
充電の際、リチウムが凸部に集中的に電析して樹枝状に
成長するのに対し、リチクムーアルミニウム合金の場合
には充電時にリチウムが負極の基体となるアルミニウム
と合金を形成するように復元するためリチウムの樹枝状
成長が抑制されるためである。
イオンとなって溶解し、充電時にその逆反応で負極上に
金属リチウムとして電析する反応であるが、電析・リチ
ウムは樹枝状に成長する傾向があり最終的に正極に達し
て内部短絡を引起すという問題がある・ このような不都合に対処するため、例えば特開昭５２−
５４２３号公報に開示されているリチウム−アルミニ・
ラム合金のようにリチウム合金を負極活物質とすること
が提案されている。リチウムと合金を形成する金属とし
てはアルミニウムの他にマグネシウム、亜鉛、スズ、鉛
などが挙げられる。リチウム合金の利点は次遅の如くで
ある。即ち、リチウム単独の場合にはリチウムがイオン
となって溶出すると負極表面が凹凸状となり、その後の
充電の際、リチウムが凸部に集中的に電析して樹枝状に
成長するのに対し、リチクムーアルミニウム合金の場合
には充電時にリチウムが負極の基体となるアルミニウム
と合金を形成するように復元するためリチウムの樹枝状
成長が抑制されるためである。
ところがこれらの合金は一般にリチウム粉末と、このリ
チウムと合金化する金属粉末とを混合したのち熱処理し
て得られるものであってその結着性はそれほど強固では
ない。従ってリチウム合金板を負極として渦巻電極体に
通用する場合、薄いシート状のリチウム合金負極を得る
ことは困難であるＯ ｅ→ 発明が解決しようとする問題点 本発明はリチウムの樹枝状成長が抑制でき、且薄いシー
ト状に形成しうる負極構造を提案することを目的とする
。
チウムと合金化する金属粉末とを混合したのち熱処理し
て得られるものであってその結着性はそれほど強固では
ない。従ってリチウム合金板を負極として渦巻電極体に
通用する場合、薄いシート状のリチウム合金負極を得る
ことは困難であるＯ ｅ→ 発明が解決しようとする問題点 本発明はリチウムの樹枝状成長が抑制でき、且薄いシー
ト状に形成しうる負極構造を提案することを目的とする
。
（ロ）問題点を解決するための手段
負極としてリチウームと合金化する金属を一対のリチウ
ム板で挾持したものを用いる。尚、上述のリチウムと合
金化する金属内に、リチウムと合金化しない金属を介在
させるとさらに好ましい。
ム板で挾持したものを用いる。尚、上述のリチウムと合
金化する金属内に、リチウムと合金化しない金属を介在
させるとさらに好ましい。
（ホ）作 用
本発明によると、負極は薄いシート状に形成しつる一対
のリチウム板によって、リチウムと同様に薄いシート状
に形成しつるリチウムと合金化する金属を挾持した構造
であるため薄いシート状の負極を得ることができる。
のリチウム板によって、リチウムと同様に薄いシート状
に形成しつるリチウムと合金化する金属を挾持した構造
であるため薄いシート状の負極を得ることができる。
父、リチウム板とリチウムと合金化する金属との接合面
にリチウム合金が形成されるため前述せる従来技術と同
様の充放電反応形態を示しリチウムの樹枝状成長が抑制
される。
にリチウム合金が形成されるため前述せる従来技術と同
様の充放電反応形態を示しリチウムの樹枝状成長が抑制
される。
（へ）実施例
実施例１
負極：第１図に示す如く厚み０．２１１１のアルミニウ
ム板（１）を、厚みα１Ｍの一対のり・チウム版（２１
で挾持し圧着したものである。
ム板（１）を、厚みα１Ｍの一対のり・チウム版（２１
で挾持し圧着したものである。
ここで単位体積当りの容量はリチウムが２０６０ｍＡＨ
１００，アルミニウムが２６８０ｍｈＨ／ｃｏであり、
よりて上記構成の場合における単位面積当シの容量は、 リチウム板＝＝ ４ ｔ Ｚ ｍＡＨ／、７ （０，１
１１Ｘ ２枚×２０６０ ＊ＡＨ／（Ｈ□ ） アルミニウム板＝５５．６ｐｎＡＨ／４ （０，２１１
ｘ １枚ｘ２６８（ＩＩＡＨ／□ｃ） となシ、リチウムとアル２ニウムとの合金が１００９６
進行したと仮定してもアルミニウムの未反応部分が若干
残存し、この未反応部分が集電部として作用する。
１００，アルミニウムが２６８０ｍｈＨ／ｃｏであり、
よりて上記構成の場合における単位面積当シの容量は、 リチウム板＝＝ ４ ｔ Ｚ ｍＡＨ／、７ （０，１
１１Ｘ ２枚×２０６０ ＊ＡＨ／（Ｈ□ ） アルミニウム板＝５５．６ｐｎＡＨ／４ （０，２１１
ｘ １枚ｘ２６８（ＩＩＡＨ／□ｃ） となシ、リチウムとアル２ニウムとの合金が１００９６
進行したと仮定してもアルミニウムの未反応部分が若干
残存し、この未反応部分が集電部として作用する。
正極：活物質としての二硫化チタンに、導電剤としての
アセチレンブラック及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末
を重量比で８０：１０：１０の割合で混合したものを集
電体としてのステンレス製パンチング板を中央にしてロ
ーラーにより圧延し九後所定寸法に裁断したものである
。
アセチレンブラック及び結着剤としてのフッ素樹脂粉末
を重量比で８０：１０：１０の割合で混合したものを集
電体としてのステンレス製パンチング板を中央にしてロ
ーラーにより圧延し九後所定寸法に裁断したものである
。
第２図は上記正負極を用いて朝立てた円筒型非水系二次
電池を示し、負極（４）と正極（５）とをポリプロピレ
ン不織布よりなるセパレータ（６）を介して巻回した渦
巻電極体が負極端子兼用の外装缶（７）内に収納されて
いる０（８１は絶縁バラヤング（９）を介して外装缶＋
７１の開口部に装着されている正極端子兼用の中ヤツブ
である。そして負極（４）はリード板ａωを介して外装
缶（７）に接続され、又正極（５）はリード板（ｉｌｌ
を介してキャップ（８）に接続されている。尚、電解液
としてはプロピレンカーボネートとｔ２ジメトキシエタ
ンとの等容積混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／ｅ
溶解したものを用いた。この本発明電池を（Ａ１）とす
る。
電池を示し、負極（４）と正極（５）とをポリプロピレ
ン不織布よりなるセパレータ（６）を介して巻回した渦
巻電極体が負極端子兼用の外装缶（７）内に収納されて
いる０（８１は絶縁バラヤング（９）を介して外装缶＋
７１の開口部に装着されている正極端子兼用の中ヤツブ
である。そして負極（４）はリード板ａωを介して外装
缶（７）に接続され、又正極（５）はリード板（ｉｌｌ
を介してキャップ（８）に接続されている。尚、電解液
としてはプロピレンカーボネートとｔ２ジメトキシエタ
ンとの等容積混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／ｅ
溶解したものを用いた。この本発明電池を（Ａ１）とす
る。
実施例２
負極：第３図に示す如くステンレス板（３）を一対のア
ルミニウム板（υの間に介在させた厚み０２５１ａのク
ラツド材を、屡みＱ、ＩＭの一対のリチウム板（２１を
挾持し圧着したものである。
ルミニウム板（υの間に介在させた厚み０２５１ａのク
ラツド材を、屡みＱ、ＩＭの一対のリチウム板（２１を
挾持し圧着したものである。
以下は実施例１と同様の本発明電池（Ａ２）を作製した
。この実施例の場合、リチウムと合金化しないステンレ
ス板が集電体として作用する。
。この実施例の場合、リチウムと合金化しないステンレ
ス板が集電体として作用する。
比較例
負極：リチウム版単独で用いることを除いて他は実施例
１と同様の比較電池＠１を作成した。
１と同様の比較電池＠１を作成した。
第４°図はこれら電池の充放電サイクル特性図を示し、
サイクル条件は充電電流５０ｍＡで充電終止電圧４．Ｏ
Ｖ 、放電電流５０ｍＡで放電終止電圧１．５ｖとした
。
サイクル条件は充電電流５０ｍＡで充電終止電圧４．Ｏ
Ｖ 、放電電流５０ｍＡで放電終止電圧１．５ｖとした
。
第４図より本発明電池（ＡＩ ）（Ａ２１は比較電池ａ
３＋に比して充放電サイクル特性が飛躍的に向上してい
るのがわかる。
３＋に比して充放電サイクル特性が飛躍的に向上してい
るのがわかる。
この理由を考察するに、比較電池０３１の場合は負極が
リチウム単独で構成されているため薄いシート状にする
ことができ渦巻電極体を形成することができるものの冒
顛で述べたように電析リチウムが樹枝状に成長して内部
短絡を起すためである。
リチウム単独で構成されているため薄いシート状にする
ことができ渦巻電極体を形成することができるものの冒
顛で述べたように電析リチウムが樹枝状に成長して内部
短絡を起すためである。
これに対して、本発明による負極は薄いシート状に形成
しつる一対のリチウム板によって、リチウムと同様に薄
いシート状に形成しうるリチウムと合金化する金属を挾
持した構造であるため薄いシート状の負極が得られ渦巻
電極体を形成できると共に、リチウム板とリチウムと合
金化する金属との接合面にリチウム合金が形成されるた
めリチウムの樹枝状成長が抑制されることに起因する〇
尚、実施例２における電池（Ａ２）に用いた負極のよう
に、負極の中心部にリチウムと合金化し 。
しつる一対のリチウム板によって、リチウムと同様に薄
いシート状に形成しうるリチウムと合金化する金属を挾
持した構造であるため薄いシート状の負極が得られ渦巻
電極体を形成できると共に、リチウム板とリチウムと合
金化する金属との接合面にリチウム合金が形成されるた
めリチウムの樹枝状成長が抑制されることに起因する〇
尚、実施例２における電池（Ａ２）に用いた負極のよう
に、負極の中心部にリチウムと合金化し 。
ない金属を集電体として用いれば充放電反応に影響を受
けず金属として残存するため良好な集電効果を保持でき
、その結果として電池（Ａ１）よりも優れたサイクル特
性を得ることができる。
けず金属として残存するため良好な集電効果を保持でき
、その結果として電池（Ａ１）よりも優れたサイクル特
性を得ることができる。
又、リチウムと合金化する金属としては実施例で示した
アルミニウム以外にマグネシウム、亜鉛、スズ或いは鉛
なども用いることができる。
アルミニウム以外にマグネシウム、亜鉛、スズ或いは鉛
なども用いることができる。
更に、リチウムと合金化しない金属としては実施例で示
したステンレス以外にチタン、モリブデン或いはニッケ
ルなども用いることができる。
したステンレス以外にチタン、モリブデン或いはニッケ
ルなども用いることができる。
（）） 発明の効果
上述した如く、本発明によればリチウムを活物質とする
負極を用いた渦巻電極体を備える非水系二次電池の充放
電サイクル特性を飛躍的に改碧し することができるＰであり、この種電池の用途拡大に資
するところ極めて大である。
負極を用いた渦巻電極体を備える非水系二次電池の充放
電サイクル特性を飛躍的に改碧し することができるＰであり、この種電池の用途拡大に資
するところ極めて大である。
第１図乃至第５図は本発明に係り、第１図は本発明電池
に用いた一実施例における負極板の要部拡大断面斜視図
、第２因は本発明電池の縦断面図、第３図は他の実施例
に８ける負極板の要部拡大断面斜視図を示し、第４図は
電池の充放電サイクル特性図である。 （１１−・アルミニウム板、 （２１−・リチウム板、
（３）−・ステンレス板、 ｒ４＋ｔ４ｒ−・負極、
（５１−・正極、（６）−・・セパレータ、 （７１
−・・負極端子兼用の外装缶、（８Ｂ−正極端子兼用の
キャップ、 （９１、−、絶縁バッキング、 （ＡＩ
）（Ａ２）〜・本発明電池、（Ｂ）−・比較電池。
に用いた一実施例における負極板の要部拡大断面斜視図
、第２因は本発明電池の縦断面図、第３図は他の実施例
に８ける負極板の要部拡大断面斜視図を示し、第４図は
電池の充放電サイクル特性図である。 （１１−・アルミニウム板、 （２１−・リチウム板、
（３）−・ステンレス板、 ｒ４＋ｔ４ｒ−・負極、
（５１−・正極、（６）−・・セパレータ、 （７１
−・・負極端子兼用の外装缶、（８Ｂ−正極端子兼用の
キャップ、 （９１、−、絶縁バッキング、 （ＡＩ
）（Ａ２）〜・本発明電池、（Ｂ）−・比較電池。
Claims (4)
- （１）再充電可能な活物質よりなる正極とリチウムを活
物質とする負極とをセパレータを介して巻回した渦巻電
極体を備えるものであって、前記負極はリチウムと合金
化する金属を一対のリチウム板で挾持したものよりなる
ことを特徴とする非水系二次電池。 - （２）リチウムと合金化する金属内に、リチウムと合金
化しない金属を介在してなる特許請求の範囲第１項記載
の非水系二次電池。 - （３）リチウムと合金化する金属がアルミニウム、マグ
ネシウム、亜鉛、スズ或いは鉛の群から選ばれたもので
ある特許請求の範囲第（１）項若しくは第２項記載の非
水系二次電池。 - （４）リチウムと合金化しない金属がステンレスチタン
、モリブデン或いはニッケルの群から選ばれたものであ
る特許請求の範囲第２項記載の非水系二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61085454A JPH0646578B2 (ja) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | 非水系二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61085454A JPH0646578B2 (ja) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | 非水系二次電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62243247A true JPS62243247A (ja) | 1987-10-23 |
| JPH0646578B2 JPH0646578B2 (ja) | 1994-06-15 |
Family
ID=13859328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61085454A Expired - Lifetime JPH0646578B2 (ja) | 1986-04-14 | 1986-04-14 | 非水系二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0646578B2 (ja) |
Cited By (15)
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1986
- 1986-04-14 JP JP61085454A patent/JPH0646578B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPH0646578B2 (ja) | 1994-06-15 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |