JPS6313306B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はリチウムやナトリウム等の軽金属を負
極活物質として用いた負極体において、活物質と
集電体との接触を良好にした負極体の製造法に関
するものである。

従来より軽金属を活物質として用いる電池にお
いて、ボタン型の小型電池では問題は少ないが、
電解液を十分に保有した大型・大出力用電池では
下記の如く問題を生じていた。

機械的にはがれやすいと組立時等に取り扱い
が困難。

集電体と活物質間に接着不良からくるすき間
があると、電解液が侵入し集電体と活物質との
間に接触不良。

集電体で、活物質、電解液の三者が接してい
る場で、放電反応を行わせると集電体と活物質
との界面から優先的に反応が進み、活物質が溶
出するため集電体との接触が不良。

つまり、リチウムやナトリウム等の軽金属は、
通常、常温で他の金属に圧着されるとよく接着さ
れるが、接触界面に油脂、酸化物、ゴミ等の夾雑
物があれば接着しない。普通、集電体及び金属リ
チウムの表面は、洗滌、脱脂が行なわれるが完全
に夾雑物をなくすことができない。従つて集電体
にリチウム又はナトリウム等の軽金属をそのまま
圧着すれば、上記夾雑物、特に活物質の酸化物を
形成した部分を含んで接着されるところと、接着
されないところができてしまう。この接着不良の
所へ電解液が侵入し、上記のような問題が起こり
やすい。更にこの単純な圧着法では、接着する全
表面にわたり均一な加圧を行うことは困難で、特
に周辺部分に加圧力が不足して接触不良をおこす
ことが多いなどの欠点を有していた。

本発明は上記の欠点を解消するものであり、以
下一実施例により詳細に説明する。

製造法は不活性雰囲気中でリチウムを溶融して
おき、洗滌、脱脂した後乾燥しておいた所定形状
に成形された集電体を溶融浴中に数秒〜数分間浸
漬する。これを引き揚げ、冷却するとおよそ0.02
〜0.1mm位のリチウム被膜が形成され、表面を清
浄にした所定の厚さ、形状のリチウムを圧着する
ことにより負極体が形成される。

上記の構成について説明すれば、集電体は洗
滌、脱脂を良く行つても微量のゴミや油脂が残存
しており、また酸化物はかなりの量が付着してい
る。ところがこれを溶融リチウム中に浸漬すると
酸化物はリチウムの強力な還元性の故に還元され
てしまい、むしろ活性な表面にかわるし、ゴミの
一部は還元分解されたり、熱分解されてなくなつ
てしまう。この溶融浴浸漬時に、浴中へ超音波を
通じれば、そのキヤビテーシヨン効果等により物
理的にもゴミや油脂は除かれて、ほゞ完壁に集電
体表面の夾雑物が除かれる。更に溶融浴中に浸漬
している間、集電体表面は合金層が形成され、そ
の上へ強固にリチウム層が付着する。また集電体
表面に微量の夾雑物が残存したとしても、その周
囲をほぼ完全にリチウムで包囲してしまうから、
電解液の侵入による不具合はほとんどなくなる。

次にこのようにして表面にリチウムを付着させ
た上で、再度所定厚さのリチウムを冷間圧着させ
る。リチウム同志の圧着は、異種金属との圧着と
は異なつて、極めて容易に、また強固に行なわれ
る。従つて、大量の夾雑物があつたとしても、そ
の部分に電解液が侵入し、優先的に溶出して接触
不良にいたることはほとんどない。むろん、リチ
ウム同志の圧着の時にも夾雑物が少ない方がはる
かによく、入念な洗滌が必要ではある。

本発明では、集電体の表面処理と活物質の圧着
の２工程にあえてわけてある。一見した所では、
表面処理の溶融浴浸漬の段階で、そのまま活物質
を厚くつけて、１工程で負極体を作る方が合理的
である。しかしながら、溶融浴に使用するリチウ
ムやナトリウム等の軽金属、なかんずくリチウム
は極めて反応性に富んだ物質であつて、装置の腐
食等をおこしやすく取り扱いがやつかいである
し、またこの溶融浴は、アルゴンを用いる不活性
雰囲気中におかねばならず、装置が大型化するこ
とは極めて不経済となるものである。そのために
本発明では２工程により、面倒な溶融浴の大きさ
を限定でき、前後は安全な常温下での作業でよい
という大きな利点を有する。即ち危険を極少にす
る一方で、活物質の厚さの大きい、即ち大容量の
負極体を自由に作り得ることができ、工業的価値
は大である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ リチウム、ナトリウム等の軽金属を活物質と
   する負極体において、金属製基板からなる集電体
   を該軽金属の溶融浴中に浸漬した後冷却し、表面
   に該軽金属の被膜を形成して、常温で同一物質間
   を冷間圧着する負極体の製造法。