JPS62249355A - 無機非水電解液電池 - Google Patents

無機非水電解液電池

Info

Publication number
JPS62249355A
JPS62249355A JP61091026A JP9102686A JPS62249355A JP S62249355 A JPS62249355 A JP S62249355A JP 61091026 A JP61091026 A JP 61091026A JP 9102686 A JP9102686 A JP 9102686A JP S62249355 A JPS62249355 A JP S62249355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
carbon
battery
carbon black
stiffness value
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.)
Pending
Application number
JP61091026A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Sasama
笹間 拓
Tomio Kitamura
富夫 北村
Osamu Kajii
梶井 修
Takeya Kazehara
風原 健也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP61091026A priority Critical patent/JPS62249355A/ja
Publication of JPS62249355A publication Critical patent/JPS62249355A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/96Carbon-based electrodes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は無機非水電解液電池に係わり、さらに詳しく
はその正極の改良に関する。
〔従来の技術〕
従来、リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属を負極
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、正極にはア
セチレンブラックを主成分とし、このアセチレンブラッ
クとポリテトラフルオロエチレンと黒鉛を混練した配合
剤で作製した炭素多孔質成形体が用いられていた(たと
えば特願昭58−121563号公報)。
上記炭素多孔質成形体正極の炭素質は正極活物質である
オキシハロゲン化物を還元するための触媒として働くも
のであるが、炭素多孔質成形体正極の作製にあたって、
炭素質としてアセチレンブラックを用いるのは、アセチ
レンブラックは一般のカーボンブラックに比べて揮発性
物質などの不純物が少なく、不純物が正極活物質のオキ
シハロゲン化物と反応して電池容量を低下させることが
少ないからである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上記正極の主成分であるアセチレンブラ
ックは、機械的強度が弱く、混練によってその鎖状構造
が破壊されて、正極内の電子伝導性が低下し、その結果
、電池の内部抵抗が大き(なって放電容量が低下すると
いう問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は上述した従来技術の問題点を解決するもので、
炭素多孔質成形体正極を、揮発性物質が少なく、黒鉛化
度が太き(、かつ大きな鎮状構造を有するカーボンブラ
ックを主成分とする配合剤で作製することによって目的
を達成したものである。
すなわち、本発明は、揮発性物質が0.2重量%以下で
、CuKα線によるX線回折で回折角26.9’付近の
炭素(002)の半価幅が4.9°であり、アブソープ
シジンスティフネス(^bsorption 5tif
finess )値が33cd/ 5 g 〜40aJ
/ 5 gのカーボンブラックを主成分とする配合剤で
炭素多孔質成形体正極を作製することによって、正極作
製にあたっての混練による電子伝導性の低下を防止して
、電子伝導性が高い正極を得たものである。
本発明で用いるカーボンブラックは、上記のように、揮
発性物質が0.2重量%以下で、揮発性物質の含有量が
アセチレンブラックと同程度であって、通常のカーボン
ブランク(揮発性物質の含有量は通常0.5〜17.0
重量%)より少ないので、正極とした場合に不純物によ
る副反応が少な(、またCuKα線によるX線回折で回
折角26.9°付近の炭素(002)の半価幅が4.9
°と通常のカーボンブラックよりも小さく、結晶性が良
好で黒鉛化度が大きく、かつアブソーブションスティフ
ネス値(アブソーブションスティフネス値とは、試料5
gにアセトンを10%含有するアセトン水溶液を加え団
塊状になった時の液量をいう)が33cd/5g〜40
cd15gでアセチレンブラックのアブソーブションス
ティフネス値31cm3/5gより大きく、アセチレン
ブラックと同様に鎖状構造ををし、かつその鎖状構造が
上記アブソープションスティフネス値からも明らかなよ
うにアセチレンブラックより発達している。したがって
、このカーボンブラックを用いて正極を作製した場合は
、不純物による副反応が少なく、またアセチレンブラッ
クと同様に鎖状構造を有しており、かつ、後に第3図に
基づいて詳述するように、同じ時間粉砕した場合のアブ
ソープションスティフネス値が常にアセチレンブラック
より大きく、したがって同時間の粉砕では常にアセチレ
ンブランクより大きな鎖状構造を有しているので、アセ
チレンブラックを用いる場合に比べて電子伝導性の高い
正極を得ることができる。また、同様に第31)i!l
に示されるように、このカーボンブラックは、アセチレ
ンブランクに比べて混練による鎮状構造の破壊率が少な
く、混線による電子伝導性の喪失が少ないので、混線を
アセチレンブランクの場合より長く行うことができ、少
量のポリテトラフルオロエチレンの使用でも、長時間混
練によりポリテトラフルオロエチレンの結着作用を充分
に発揮させることができる。したがって、このカーボン
ブラックを主成分とする配合剤を用いた場合には、アセ
チレンブラックを用いる場合に比べて機械的強度の大き
い正極を得ることができる。
上記のごと<、揮発性物質が0.2 重量%以下で、C
uKot線によるX線回折で回折角26.9°付近の炭
素(002)の半価幅が4.9°であり、アブソーブシ
ョンスティフネス値が33cd/5g〜40−75gと
いう特性を持つカーボンブラックとしては、たとえばベ
ルギー国のセデマ社よりエンサグリ・スーパーS (E
NSAGRI・5UPI!RS)の商品名で市販されて
いるカーボンブラックをその一例としてあげることがで
きる。
第3図に上記エンサグリ・スーパーSとアセチレンブラ
ックをボールミルで粉砕したときの粉砕時間とアブソー
プションスティフネス値との関係を示す。なお、粉砕に
使用されたボールミルは直径50m+w、内部有効長さ
500+w+wで、直径13IIII1)の磁性ボール
が60個入れられており、粉砕はこのボールミル内に試
料をそれぞれ10gずつ入れ、ボールミルを回転速度2
5rp+*で回転させることによって行われた。なお、
第3図において、曲線■は上記エンサグリ・スーパーS
の粉砕時間に伴うアブソープションスティフネス値の変
化を表し、曲線■はアセチレンブラックの粉砕時間に伴
うアブソープションステイフネス値の変化を表す。第3
図に示すように、同じ粉砕時間で比較した場合のエンサ
グリ・スーパーSのアブソープションスティフネス値は
常にアセチレンブラックより大きく、エンサグリ・スー
パーSの方がアセチレンブランクより常に大きな鎖状構
造を保有している。また、混練によるアブソープション
スティフネス値の低下も、エンサグリ・スーパーSの方
がアセチレンブラックより若干少なく、強度的にもエン
サグリ・スーパーSの方がアセチレンブラックより優れ
ている。
本発明においては、上記特定のカーボンブランクを主成
分とし、通常、これに強度向上の目的で黒鉛と結着剤と
してのポリテトラフルオロエチレンを加え、さらにメチ
ルアルコール、水などの揮発性成分を添加して混練し、
得られた混練物を押出成形機で押出成形し、乾燥して揮
発性成分を除去することによって炭素多孔質成形体正極
が得られる。
本発明において、炭素多孔質成形体正極を作製する配合
剤とは、上記のような押出成形に際して使用した揮発性
成分を含む混線物から水、メチルアルコールなどの揮発
性成分を除いた固形分をいい、該配合剤において前記特
定のカーボンブラックの量は通常85〜95重量%であ
る。
本発明においては、用いるカーボンブランクの揮発性物
質を0.2重量%以下に特定しているが、これは揮発性
物質量をアセチレンブラックと同程度にして、不純物に
よるオキシハロゲン化物との副反応をできるだけ少なく
するためである。また、用いるカーボンブラックのCu
Kα線によるX線回折で回折角26.9°付近の炭素(
002)の半価幅を4.9°としているのは、このよう
に炭素(002)の半価幅が小さいものは結晶性が高く
黒鉛化度が大きく、かつ不純物が少な(電子伝導性も良
好であるからである。そして、用いるカーボンブランク
のアブソープションスティフネス値を33−15g〜4
0cm3/5gの範囲に特定しているのは、アプソーブ
シロンステイフネス値が33aJ/5gより小さいとア
セチレンブラックとの差が少なくなり、このカーボンブ
ラックの特徴を充分に発揮させることができず、一方、
アブソープションスティフネス値が40aJ/5gより
大きなものは、表面積が大きく結晶性が小さいので、機
械的強度が小さくなり、初期のアブソーブションスティ
フネス値が大きくても混練による鎮状構造の破壊が生じ
て電子伝導性の高い正極が得られなくなるからである。
つまり、33aJ/ 5 g 〜40csi/ 5 g
という特定範囲のアブソーブションスティフネス値のも
ののみが電子伝導性の高い正極を得る上において有用な
のである。
〔実施例〕
つぎに実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
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
断面図であり、この実施例の電池は単3形の塩化チオニ
ル−リチウム電池である。
第1図において、lは負極端子を兼ねるステンレス鋼製
の電池ケース、2はリチウム金属からなる負極、3はガ
ラス繊維不織布からなるセパレータ、4は上記負極2に
対してセパレータ3を介して対向させた炭素多孔質成形
体正極である。なお、上記正極4の下部および上部には
セパレータ3と同じガラス繊維不織布からなる底部絶縁
材1)および上部絶縁材12が配置されている。
上記正極4は、揮発性物質が少な(、黒鉛化度が大きく
、かつ大きな鎖状構造を有するカーボンブランク(セデ
マ社製、商品名:エンサグリ・スーパーS、揮発性物質
含有量0.15重量%、CuKα線によるX線回折で回
折角26.9°付近の炭素(002)の半価幅が4.9
°、アブソープションスティフネス値が35cd/ 5
 g ) 90重量%と黒鉛10重量%の混合物100
重量部に対し、ポリテトラフルオロ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1
20M量部および水250重量部を加えて、回転速度3
40rpmのリボン式混練機で5分間混練し、その混練
物を油圧式の押出成形機で直径101II1)の円柱状
に成形し、切断したのち、乾燥して水、メチルアルコー
ルなどの揮発性成分を除去することによって作製したも
のである。
図中の5は電池蓋であり、この電池蓋5はステンレス鋼
で形成され、外周部は前記電池ケース1の開口端部と溶
接によって接合されている。そして電池蓋5の中央部に
はガラスシール6を介して正極端子7が設けられている
。この正極端子7は、電池蓋5にガラスシール6を介し
てあらかじめ取り付けておいたステンレス鋼製のバイブ
8から電池内に電解液を注入したのち、該バイブ8にス
テンレス鋼製の正極集電棒9を挿入し、バイブ8の上端
部と正極1)?i棒9の上端部とを溶接することによっ
て形成されたものである。10は電解液で、この電解液
10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(LtAIC14)を1.2 mo
l/ j2熔解させたものである。そして、この電池に
おいては、塩化チオニルは上記のように電解液の溶媒で
あると共に、正極活物質でもある。
上記実施例の電池を電池Aとし、正極に通常のアセチレ
ンブラックを用いたほかは前記実施例と同様に構成した
ff13形の塩化チオニル−リチウム電池を電池Bとし
、両電池を60℃で50日間貯藏した後、20℃、30
0Ωで連続放電させたときの放電特性を調べた。その結
果を第2図に示す。なお、電池Bの正極作製に際する混
練物開裂のための混練機、回転速度、混練時間はいずれ
も電池Aの場合と同じである。
第2図に示すように、実施例の電池人は放電時間が従来
電池Bに比べて長く、しかも放電電圧が高く、かつ安定
していた。これは実施例の電池Aの正極作製に用いられ
たエンサグリ・スーパーSが従来電池Bの正極作製に用
いられたアセチレンブラックより大きな鎮状構造を有す
るため、実施例の電池Aの正極が従来電池Bの正極より
電子伝導性が優れていたためであると考えられる。
なお、上記実施例では正極4に円柱状のものを角いたが
、本発明はこの場合のみに限られるものではなく、前記
特定のカーボンブランクを主成分とする配合剤を金属集
電体に塗布圧着して作製した帯状の炭素多孔質成形体を
渦巻状にして正極に用いる場合にも同様の効果かえられ
る。
マタ・塩化チオニルに代えて塩化スルフリル、塩化ホス
ホリルを用いても同様の効果が得られ、リチウムに代え
てナトリウムを用いても同様の効果が得られる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明では、揮発性物質が0.2
重量%以下で、CuKα線によるX線回折で回折角26
.9°付近の炭素(002)の半価幅が4.9゛であり
、かつアブソープションスティフネス値が33cd15
g〜40cd15gという、揮発性物質が少なく、黒鉛
化度が大きく、かつ大きな鎖状構造を有するカーボンブ
ラックを主成分とする配合剤で炭素多孔質成形体正極を
作製することによって、正極の電子伝導性を高めて放電
容量を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
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
断面図であり、第2図は本発明の電池Aと従来電池Bの
放電特性図である。第3図は本発明で用いるカーボンブ
ラックとアセチレンブラックをボールミルで粉砕したと
きの粉砕時間とアブソーブションスティフネス値との関
係を示す図である。 2・・・負極、 3・・・セパレータ、 4・・・炭素
多孔質成形体正極、 10・・・電解液 放電特開(h)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)オキシハロゲン化物を電解液の溶媒および正極活
    物質とし、アルカリ金属からなる負極に対してセパレー
    タを介して対向させた炭素多孔質成形体正極を備えた無
    機非水電解液電池において、上記炭素多孔質成形体正極
    を、揮発性物質が0.2重量%以下で、CuKα線によ
    るX線回折で回折角26.9°付近の炭素(002)の
    半価幅が4.9°であり、アブソープションスティフネ
    ス(Absorption Stiffiness)値
    が33cm^3/5g〜40cm^3/5gの鎖状構造
    を有するカーボンブラックを主成分とする配合剤で作製
    したことを特徴とする無機非水電解液電池。
JP61091026A 1986-04-19 1986-04-19 無機非水電解液電池 Pending JPS62249355A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61091026A JPS62249355A (ja) 1986-04-19 1986-04-19 無機非水電解液電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61091026A JPS62249355A (ja) 1986-04-19 1986-04-19 無機非水電解液電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62249355A true JPS62249355A (ja) 1987-10-30

Family

ID=14015013

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61091026A Pending JPS62249355A (ja) 1986-04-19 1986-04-19 無機非水電解液電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62249355A (ja)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59128773A (ja) * 1983-01-14 1984-07-24 Toshiba Corp 非水溶媒電池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59128773A (ja) * 1983-01-14 1984-07-24 Toshiba Corp 非水溶媒電池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3670931B2 (ja) リチウム二次電池用電極材料及びリチウム二次電池
EP0938147B1 (en) Lithium secondary battery and method of manufacturing the lithium secondary battery
US7479351B2 (en) Electrode material for a lithium secondary battery, lithium secondary battery, and preparation method for the electrode material for a lithium secondary battery
JP5726870B2 (ja) 硫黄/炭素複合導電性材料、電極としての使用、およびそのような材料の製造方法
EP1022797B1 (en) Polymer electrolyte battery and polymer electrolyte
JP2000503467A (ja) 電気化学電池の亜鉛アノード
JP2001015164A (ja) ガラスセラミックス複合電解質、及びリチウム二次電池
JPH0864237A (ja) 非水電解液電池
JP2024500147A (ja) リチウムイオン二次電池用金属系-炭素系複合負極材、その製造方法およびこれを含む二次電池
JP2005505904A (ja) 電気化学的電池
EP4050682A1 (en) Anode active material comprising silicon composite formed by network of conductive fibers, preparation method therefor, and lithium secondary battery comprising same
US20210351398A1 (en) Solid Electrolyte-Secondary Particle Composites
JP3341693B2 (ja) 酸化銀電池の電極用活物質粉体と電極材料およびそれらの製造方法
JPS6166369A (ja) リチウム二次電池
JPS62249355A (ja) 無機非水電解液電池
JPS6362869B2 (ja)
JP2004095391A (ja) 電池およびその製造方法
JP3469752B2 (ja) 非水電解質電池
JPH03196467A (ja) 二次電池
JP3273569B2 (ja) リチウム電池
JPS614162A (ja) リチウム一次電池
EP4379859A1 (en) Method for controlling particle size of porous carbon material
JP4575040B2 (ja) ガラスセラミックス複合電解質、及びリチウム二次電池
JPH02239572A (ja) ポリアニリン電池
JPS62222568A (ja) リチウム電池の製造方法