JPS62272472A

JPS62272472A - 非水溶媒二次電池

Info

Publication number: JPS62272472A
Application number: JP61116655A
Authority: JP
Inventors: Shuji Yamada; 修司山田; Takahisa Osaki; 隆久大崎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-21
Filing date: 1986-05-21
Publication date: 1987-11-26

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】３、発明の詳細な説明［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、非水溶媒二次電池に関し、特に電極群の構造
を改良した非水溶媒二次電池に係わる。

（従来の技術）近年、負極活物質として、リチウム、ナトリウム、アル
ミニウム等の軽金属を用いた非水溶媒電池は高エネルギ
ー密度電池として注目されており、正極活物質に二酸化
マンガン（ＭｎＯ２）、フッ化炭素（（ＣＦ）ル）、塩
化チオニル（ＳＯＣＩ２２）等を用いた一次電池は既に
電卓、時計の電源やメモリのバックアップ電池として多
用されている。更に近年、ＶＴＲ，通信機器等の各種の
電子機器の小形・社員化に伴い、それらの電源として高
エネルギー密度二次電池の要求が高まり、軽金属を負極
活物質とする非水溶媒二次電池の研究が活発に行われて
いる。

非水溶媒二次電池は、負極にリチウム、ナトリウム、ア
ルミニウム等の軽金属を用い、電解液として炭酸プロピ
レン（ＰＣ）、１．２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、
γ−ブチロラクトン（γ−ＢＬ）　、テトラヒドロフラ
ン（Ｔｌ−ＩＦ’）などの非水溶媒中に　ＬｉＣｌＯ４
、ＬｉＢＦ＋、ＬｉＡＳＦｓ　、ＬｉＰＦ５等の電解質
を溶解したものから構成され、正極活物質としては主に
Ｔ　ｉ　８２　、ＭＯ８２、Ｖ２０Ｓ　、Ｖａ　Ｏ１３
１！ｊチウムとの闇でトポケミカル反応をする化合物が
研究されている。

しかしながら、上述した二次電池は現在、ボタン形やコ
イン形の小容量のものが一部実用化されているが、円筒
形等の大言ｍ′Ｒ池は実用化されていない。この主な理
由は、充放電効率が低く、かつ充放電回数（サイクル）
寿命が短いためである。

この原因は、負極リチウムと電解液との反応によるリチ
ウムの劣化によるところが大きいと考えられている。即
ち、放電時にリチウムイオンとして電解液中に溶解した
リチウムは充電時に析出する際に溶媒と反応し、負極表
面が一部不活性化される。このため、充放電を繰返して
いくと、デンドライト状（樹枝状）のリチウムが発生し
たり、或いは小球状に析出したリチウムが浮遊状になり
、集電体より脱離する等の現象が生じる。特に、電極単
位面積当りの充放電電気量が多くなると、サイクルに伴
い電極の利用率の低下が大きくなる。

また、使用機器により大パワーが要求されることから、
電池の大電流特性の向上が望まれている。

（発明が解決しようとする問題点）本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、大容量で大電流放電特性の優れた非水溶媒二次
電池を提供しようとするものである。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明は、金属缶容器内に軽金属からなる負極及び正極
をセパレータを介して渦”巻状に巻回した電極群を該負
極が該容器内壁側に位置するように収納し、かつ該容器
内に非水溶媒中に電解質を溶解した電解液を収容した構
造の非水溶媒二次電池において、前記金属缶容器の内壁
側に位置する前記負極の最外周部分の厚さを両面が前記
正極と対向する負極部分の厚さよりも薄クシたことを特
徴とする非水溶媒、二次電池である。

（作用）本発明によれば、電極群のうち金属缶容器の内壁側に位
置する負極の最外周部分の厚さを両面が正極と対向する
負極部分の厚さよりも薄くすることによって、正極容量
を向上でき、その結果、放電容量が向上して、大電流放
電特性の優れた非水溶媒二次電池を得ることができる。

この場合、金属缶容器の内壁側に位置する負極の最外周
部分での正極とのやりとりは、両面が正極と対向する負
極部分の半分であるため、充放電のバランスを考えると
、該負極の最外周部分の厚さは両面が１陽と対向する負
極部分の厚さの半分にすることが望ましい。

（発明の実施例）以下、本発明の実施例を第１図及び第２図を参照して詳
細に説明する。

実施例図中の１は、電極群である。この電極群１は、負極２及
び正極３をポリプロピレン製セパレータ４を介して該負
極２が外側に位置するように渦巻状に巻回した構造にな
っており、かつ該負極２の最外周部分は両面が正極３と
対向する負極２部分の厚さの半分の厚さになっている。

つまり、負極２は第２図に示すように負極リード５を有
する集電体としてのニッケルエキスバンドメタル６の一
方の面に厚さ０．１８ｇ、幅３７ｇｍ＋１長さ１３０Ｍ
の帯状のリチウム金属７ａを、前記最外周部分に対応す
る箇所を除く他方の面に同厚さ、同幅で長さが９０編の
リチウム金属７ｂを夫々圧着した構造になっている。前
記正極３としては、二硫化チタン（ＴｉＳ２）１００９
に導電材としてのアセチレンブラック１０９及び結着材
としてのポリテトラフルオロエチレン１０ｇを混合し、
チタンエキスバンドメタルに圧着成形した寸法が厚さ０
．５ｍ、幅１２０ｍ＋、長さ１２ｏ＃Ｉのを用イタ。

前記電極群１は、負極端子を兼ねるステンレス缶容器８
内に該電極群１の負極２が該容器８内壁側に位置するよ
うに収納されている。この容器８内には、１モル、／ρ
の六フッ化砒酸リチウム（ＬｉＡＳＦｓ）を溶解した２
−メチルテトラヒドロフランの電解液が収容されている
。また、前記容器８の開口部は、正極端子９が嵌合され
た封口板１０により封口されている。前記正極端子９は
、正極リード１１を介して前記電極群１の正極３に接続
されており、かつ前記負極２は前記負極リード５を介し
て前記ステンレス缶容器８に接続されている。なお、図
中の１２．１３は絶縁板である。

比較例正極と共に巻回される負極として、ニッケルエキスバン
ドメタルの両面に厚さ０．１８ａｓｍ、幅３７ｍ、長さ
１３０ｍ＋の帯状をなす２枚のリチウム金属を夫々圧着
した構造のものを用い、また正極の長さを１１０Ｍとし
た以外、実施例と同構成の非水溶媒二次電池を組立てた
。

しかして、本実施例及び比較例の非水溶媒二次電池につ
いて、定電流でＯ，ａＶになるまで放電し、２．５ｖに
なるまで充電する充放電サイクルを繰返し、１０サイク
ル目の放電電流と放電容量との関係を調べたところ、第
３図に示す特性図を得た。なお、第３図中のＡは本実施
例の二次電池における特性線、Ｂは比較例の電池の同特
性線である。この第３図より、本発明の電池は比較例の
電池に比べて放電容量が極めて大きく、特に譬電流放電
での放電容量の差が顕著となる。こうした効果は、第１
゛図及び第２図に示す本発明の電池は負極の利用率が高
められることから、活物質の充填量を増大でき、またそ
れによって電１面積も増大させることが可能となり、電
極電流密度を低下、単位面積当りの充放電電気」を低下
させることができるためである。

［発明の効果］以上詳述した如く、本発明によれば大容量で大電流放電
特性の優れた非水溶媒二次電池を提供できるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す非水溶媒二次電池の半
舷図、第２図は第１図の電池に使用される負極の斜視図
、第３図は本実施例及び比較例の二次電池の放電電流と
放電容量との関係を示す特性図である。１・・・電極群、２・・・負極、３・・・正極、４・・
・セパレータ、６・・・ニッケルエキスバンドメタル、
７ａ、７ｂ・・・帯状のリチウム金属、８・・・ステン
レス缶容器、９・・・正極端子、１０・・・封口板。出願人代理人　弁理士　　鈴江武彦第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、金属缶容器内に軽金属からなる負極及び正極を
セパレータを介して渦巻状に巻回した電極群を該負極が
該容器内壁側に位置するように収納し、かつ該容器内に
非水溶媒中に電解質を溶解した電解液を収容した構造の
非水溶媒二次電池において、前記金属缶容器の内壁側に
位置する前記負極の最外周部分の厚さを両面が前記正極
と対向する負極部分の厚さよりも薄くしたことを特徴と
する非水溶媒二次電池。
（２）、金属缶容器の内壁側に位置する負極の最外周部
分の厚さを両面が正極と対向する負極部分の厚さの半分
にしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の非
水溶媒二次電池。