JPS6228545B2 - - Google Patents
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- JPS6228545B2 JPS6228545B2 JP54134951A JP13495179A JPS6228545B2 JP S6228545 B2 JPS6228545 B2 JP S6228545B2 JP 54134951 A JP54134951 A JP 54134951A JP 13495179 A JP13495179 A JP 13495179A JP S6228545 B2 JPS6228545 B2 JP S6228545B2
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- negative electrode
- lithium
- battery
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- solid electrolyte
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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
- H01M6/50—Methods or arrangements for servicing or maintenance, e.g. for maintaining operating temperature
- H01M6/5072—Preserving or storing cells
-
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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-
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
-
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- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
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- H01M6/5088—Initial activation; predischarge; Stabilisation of initial voltage
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
本発明は、リチウムを負極活物質とし、沃素を
主体とする正極活物質、例えば、沃素と有機ヘテ
ロ環化合物との電荷移動錯体等を有する固体電解
質電池の保存性能の改良に関する。 金属リチウムを負極活物質とし、沃素を主体と
する正極活物質を有する固体電解質電池は、負極
のリチウムと正極活物質とを直接接触させるだけ
で、2Li+I2→2LiIの反応により、リチウムと正
極活物質の接触面にリチウムイオン導電性固体電
解質層が形成され、該層が正極と負極の隔離層の
役目をして内部短絡を起こすことなく、容易に起
電力が約3ボルト程度の高エネルギー電池を構成
することができる。 隔離層として作用する固体電解質層は、電池の
組み立て後、この電解質層を通しての正極側から
の沃素の拡散による2Li+I2→2LiIで表される自
己放電反応により成長し続ける。電解質層が成長
するのにつれて、電池の内部抵抗は、該層が成長
した分だけ増加し続ける。そして、この内部抵抗
の増加のし方は、沃素の電解質層を通しての拡散
反応を反映して、電池の保存時間の平方根に比例
するといわれている。 しかしながら、この固体電解質層の形成のし方
は、必ずしもリチウム負極表面に添つて均一な厚
みのものではなく、特に高温、例えば45℃とか60
℃保存時においては、金属の腐食反応でよく見ら
れるピツト腐食等が生じ、リチウム負極の一部が
極端に正極の沃素との反応により消費される。 反応の進行したリチウム負極部分は、電池放電
に際しては該部分に形成された厚すぎる固体電解
質層のために実際上放電反応不活性となり、リチ
ウム負極面積が減少した状態となる。そして、こ
のような保存電池を放電すると、放電曲線の傾き
は、組み立て直後の電池の放電曲線の傾きに較べ
て、リチウム負極面積が減少しただけ急になる欠
点を有している。 第1図は、このような状況を示し、第2図の構
造を有した電池を、10,20,30,40,45,50,60
℃の各温度で30日間保存した後、20℃,30μAの
定電流で放電した際の放電曲線を示している。保
存温度が40〜45℃以上になると放電特性が極端に
劣化する。ちなみに放電時間20〜400時間の放電
曲線の傾きは、次表のようになる。
主体とする正極活物質、例えば、沃素と有機ヘテ
ロ環化合物との電荷移動錯体等を有する固体電解
質電池の保存性能の改良に関する。 金属リチウムを負極活物質とし、沃素を主体と
する正極活物質を有する固体電解質電池は、負極
のリチウムと正極活物質とを直接接触させるだけ
で、2Li+I2→2LiIの反応により、リチウムと正
極活物質の接触面にリチウムイオン導電性固体電
解質層が形成され、該層が正極と負極の隔離層の
役目をして内部短絡を起こすことなく、容易に起
電力が約3ボルト程度の高エネルギー電池を構成
することができる。 隔離層として作用する固体電解質層は、電池の
組み立て後、この電解質層を通しての正極側から
の沃素の拡散による2Li+I2→2LiIで表される自
己放電反応により成長し続ける。電解質層が成長
するのにつれて、電池の内部抵抗は、該層が成長
した分だけ増加し続ける。そして、この内部抵抗
の増加のし方は、沃素の電解質層を通しての拡散
反応を反映して、電池の保存時間の平方根に比例
するといわれている。 しかしながら、この固体電解質層の形成のし方
は、必ずしもリチウム負極表面に添つて均一な厚
みのものではなく、特に高温、例えば45℃とか60
℃保存時においては、金属の腐食反応でよく見ら
れるピツト腐食等が生じ、リチウム負極の一部が
極端に正極の沃素との反応により消費される。 反応の進行したリチウム負極部分は、電池放電
に際しては該部分に形成された厚すぎる固体電解
質層のために実際上放電反応不活性となり、リチ
ウム負極面積が減少した状態となる。そして、こ
のような保存電池を放電すると、放電曲線の傾き
は、組み立て直後の電池の放電曲線の傾きに較べ
て、リチウム負極面積が減少しただけ急になる欠
点を有している。 第1図は、このような状況を示し、第2図の構
造を有した電池を、10,20,30,40,45,50,60
℃の各温度で30日間保存した後、20℃,30μAの
定電流で放電した際の放電曲線を示している。保
存温度が40〜45℃以上になると放電特性が極端に
劣化する。ちなみに放電時間20〜400時間の放電
曲線の傾きは、次表のようになる。
【表】
本発明者らは、このような欠点を取り除くため
放電深さ(放電量)の異なる電池について、高温
保存後の放電特性について種々の実験を行つたと
ころ、リチウム負極面積1cm2当たり少なくとも
2mAh以上の電気量に相当するLiI層を電気化学反
応により形成することにより、45℃,60℃の高温
保存後においても、放電特性の劣化(放電曲線の
傾きが急になること)の少ない電池を提供できる
ことを見出した。本発明は、このような事実に基
づいて提案されたものであり、以下、その実施例
について説明する。 第2図は、本発明の実施例に用いた、外径22.4
mm,厚さ1.0mmのコイン形外形を有した固体電解
質電池を示す。 1は厚さ0.2mm、負極面積2.54cm2の金属リチウ
ムよりなる負極、2は窒素原子1個当たり沃素原
子数15個のポリ沃化―1―n―ブチルピリジニウ
ム電荷移動錯体5重量部に対してクロマトグラフ
用シリカゲル1重量部を混合してなる沃素を主体
とする正極合剤である。3は負極集電体を兼ねる
封口板、4は正極集電体を兼ねる電池ケース、5
はパツキングである。 実施例 1 電池組み立て直後(すなわち、リチウム負極と
沃素正極とが当接された後の製造プロセスにおい
て)20℃,10μAで所定の時間予備放電した後、
60℃,30日間の保存を行つた電池について、20
℃,30μAの定電流放電を行つた。
放電深さ(放電量)の異なる電池について、高温
保存後の放電特性について種々の実験を行つたと
ころ、リチウム負極面積1cm2当たり少なくとも
2mAh以上の電気量に相当するLiI層を電気化学反
応により形成することにより、45℃,60℃の高温
保存後においても、放電特性の劣化(放電曲線の
傾きが急になること)の少ない電池を提供できる
ことを見出した。本発明は、このような事実に基
づいて提案されたものであり、以下、その実施例
について説明する。 第2図は、本発明の実施例に用いた、外径22.4
mm,厚さ1.0mmのコイン形外形を有した固体電解
質電池を示す。 1は厚さ0.2mm、負極面積2.54cm2の金属リチウ
ムよりなる負極、2は窒素原子1個当たり沃素原
子数15個のポリ沃化―1―n―ブチルピリジニウ
ム電荷移動錯体5重量部に対してクロマトグラフ
用シリカゲル1重量部を混合してなる沃素を主体
とする正極合剤である。3は負極集電体を兼ねる
封口板、4は正極集電体を兼ねる電池ケース、5
はパツキングである。 実施例 1 電池組み立て直後(すなわち、リチウム負極と
沃素正極とが当接された後の製造プロセスにおい
て)20℃,10μAで所定の時間予備放電した後、
60℃,30日間の保存を行つた電池について、20
℃,30μAの定電流放電を行つた。
【表】
実施例 2
電池組み立て直後の電池を30℃,30μAで所定
の時間予備放電した後、60℃,30日間の保存を行
つた電池について、20℃,30μAの定電流放電を
行つた。
の時間予備放電した後、60℃,30日間の保存を行
つた電池について、20℃,30μAの定電流放電を
行つた。
【表】
【表】
実施例 3
電池組み立て直後の電池を、10℃,5μAで所
定の時間予備放電した後、60℃,30日間の保存を
行つた電池について、20℃,30μAの定電流放電
を行つた。
定の時間予備放電した後、60℃,30日間の保存を
行つた電池について、20℃,30μAの定電流放電
を行つた。
【表】
以上のように、本発明に従つて、電池組み立て
直後に、放電量がリチウム負極面積1cm2当たり、
2mAh以上の電気量に相当するLiI層を電気化学反
応により形成することにより、高温保存時におけ
る放電特性の劣化を有効に阻止することができ
る。 このように、本発明に従つて、その後の高温保
存時における電池性能の劣化が軽減されるのは、
おそらく、電気化学反応によつて、リチウム負極
面内に、均一でしかも緻密な固体電解質層が形成
されるため、この均一で緻密な固体電解質層の厚
みが、電気量2mAh/cm2に相当する厚さに達した
後は、たとえ高温に電池が保存されても、電解質
層を通しての沃素の拡散移動は、リチウム負極面
内において、その速度は、比較的均一でかつ遅く
なることに依るものであると本発明者らは考えて
いる。
直後に、放電量がリチウム負極面積1cm2当たり、
2mAh以上の電気量に相当するLiI層を電気化学反
応により形成することにより、高温保存時におけ
る放電特性の劣化を有効に阻止することができ
る。 このように、本発明に従つて、その後の高温保
存時における電池性能の劣化が軽減されるのは、
おそらく、電気化学反応によつて、リチウム負極
面内に、均一でしかも緻密な固体電解質層が形成
されるため、この均一で緻密な固体電解質層の厚
みが、電気量2mAh/cm2に相当する厚さに達した
後は、たとえ高温に電池が保存されても、電解質
層を通しての沃素の拡散移動は、リチウム負極面
内において、その速度は、比較的均一でかつ遅く
なることに依るものであると本発明者らは考えて
いる。
第1図は固体電解質電池を各種の温度で保存し
た後の放電特性の比較を示す図、第2図は固体電
解質電池の要部を断面にした側面図である。 1……負極、2……正極。
た後の放電特性の比較を示す図、第2図は固体電
解質電池の要部を断面にした側面図である。 1……負極、2……正極。
Claims (1)
- 1 リチウムを負極活物質とし、沃素を主体とす
る正極活物質を有する固体電解質電池の組み立て
工程において、リチウム負極に正極活物質を当接
した後、リチウム負極面積1cm2当たり2mAh以上
の電気量に相当するLiI(沃化リチウム)層を、
リチウム負極と正極活物質との間の電気化学反応
により形成することを特徴とする固体電解質電池
の製造法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13495179A JPS5659473A (en) | 1979-10-18 | 1979-10-18 | Manufacture of solid electrolyte battery |
US06/193,156 US4332865A (en) | 1979-10-08 | 1980-10-02 | Process for producing solid electrolyte primary cell |
EP80106045A EP0027927A1 (en) | 1979-10-18 | 1980-10-06 | Process for producing solid electrolyte primary cell |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13495179A JPS5659473A (en) | 1979-10-18 | 1979-10-18 | Manufacture of solid electrolyte battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5659473A JPS5659473A (en) | 1981-05-22 |
JPS6228545B2 true JPS6228545B2 (ja) | 1987-06-20 |
Family
ID=15140370
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13495179A Granted JPS5659473A (en) | 1979-10-08 | 1979-10-18 | Manufacture of solid electrolyte battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5659473A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1271112A (en) * | 1986-01-14 | 1990-07-03 | Nihon Plast Co., Ltd. | Steering wheel |
JPH0556778U (ja) * | 1991-12-26 | 1993-07-27 | オージーケー技研株式会社 | 自転車等のかご用カバー |
US5577419A (en) * | 1994-10-28 | 1996-11-26 | Harding; Stephen A. | Method for making a novel steering wheel and the steering wheel produced thereby |
-
1979
- 1979-10-18 JP JP13495179A patent/JPS5659473A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5659473A (en) | 1981-05-22 |
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