JPS63133449A - リチウム電池の負電極材 - Google Patents

リチウム電池の負電極材

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JPS63133449A
JPS63133449A JP61280472A JP28047286A JPS63133449A JP S63133449 A JPS63133449 A JP S63133449A JP 61280472 A JP61280472 A JP 61280472A JP 28047286 A JP28047286 A JP 28047286A JP S63133449 A JPS63133449 A JP S63133449A
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JP
Japan
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negative electrode
fiber
lithium
electrolyte
electrode
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JP61280472A
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Kaoru Ishihara
薫 石原
Katsuhito Takei
勝仁 竹井
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Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はリチウム電池の負電極材、特に電極表面に析出
形成されるデンドライトによる短絡などの防止に関する
ものである。
（従来技術とその問題点） ２次電池例えばエネルギ密度の高い２次電池として、金
属リチウムまたはリチウム合金を負極材として用いたも
のが開発されている。ところでこの場合よ（知られるよ
うに負電極の単位表面積当りの電流の大きい充放電を繰
返すと、リチウムの水和物や酸化物等が負電極の表面に
析出されて、電極表面に導電性の所謂デンドライトを形
成する。
そしてこれが成長すると第１図に示すように、負電極（
１）面に形成されたプントライ）Ｄが、電解液を含浸保
持したセパレータ（２）を突き破って正電極（３）の表
面に達したり、四周端部において正負電極＋１１　＋３
１間を連絡して、短絡させることが多く、これが電池の
寿命を縮める最大要因である。
そこでリチウム２次電池においては、負電極を形成する
リチウムまたはリチウム合金を出来る限り薄くすること
によって表面積を大きくし、単位面積当りの電流を小さ
くして単位面積当りのデンドライトの生成量を少なくす
る手段がとられている。
しかしリチウムなどの薄膜化には限界があると同時に、
薄膜を用いた場合電池の製造工程が複雑となり、し゛か
も多くの電解液を必要とするなどの難点がある。
（発明の目的） 本発明は上記のような欠点を伴うことなく、デンドライ
トの生成を抑制しうる、手段を提供し、寿命の長いリチ
ウム電池の実現を図ったものである。次に図面を用いて
その詳細を説明する。
（問題点を解決するための本発明の手段）本発明は第２
図に示す実施例斜視図のように、リチウムまたはリチウ
ム合金製の細い繊維または細線（４）により綿状体（５
）を形成し、これを所要の寸法と空隙率をもつように形
成または圧縮成形した負電極材（６）を特徴とし、これ
を例えば第３図に示す電池の構成概略斜視図のように、
集電板（７）と電解液を含浸させたセパレータ（２）間
に位置させることにより、正電極板（３）と対向させて
使用するものである。
（発明の作用効果） 本発明の負電極材は以上述べたように金属繊維の綿状集
合体であるので、電解液は表面のみならず構成繊維間の
空隙から入って内部の構成繊維面とよく接触する。この
ため電解液と接する負極の面積を、前記した従来の板状
またはフィルム状電極に比べて著しく大きくできる。従
って単位面積当りの電流を小さくしてデンドライトの生
成量を従来より著しく少なくできる。
例えば１ｄの金属リチウムを用いてフィルム状の電極を
作った場合、電極が電解液と接触する面積は、フィルム
の厚さを１重量、　０．１　ｍ會、　０．０１會議とし
たとき、それぞれ１０．１００　、１００Ｍである。こ
れに対して１ｄの金属リチウムを用いて直径が１ｔｍ、
　０．１　ｔｍ、　０．０１ｍｍの繊維を作ると表面積
はそれぞれ４０ｃｊ、　４００　ｃｄ、　４０００−と
なり、表面積は４倍　　、となる。
これに加えて本発明の負電極材は綿状の集合体であるの
で、電解液と接する面積は表面のそれよりも内部のそれ
の方が著しく大きく、デンドライトの生成量は表面より
も内部において多い。従って表面積の増大にもとづくデ
ンドライトの総生成量の減少に加えて、セパレータの突
破りなど電池寿命の短縮の直接的要因となる、セパレー
タとの接触面におけるデンドライトの生成量を従来より
著しく少なくできる。このため正負電極の短絡事故のお
それを著しく少なくでき、電池の寿命を長（できる。
また本発明では細い金属繊維または細線の製造は薄い金
属膜の製造に比べて容易であり、しかも綿状集合体にす
ることも容易である。
実験によれば厚さ１００μｍのフィルムで作った従来型
の電極と、直径１００１１ｍの金属繊維を綿状にして作
った本発明電極とについて、それぞれ放電深度が８０％
の充放電を５００回繰返し、そのときのデンドライトの
生成状態を比較観察したところ次の結果を得た。即ち従
来型の電極では表面に先端の尖った粒子状のデンドライ
トが無数に形成されたのに対し、本発明電極でのデンド
ライトの総形酸量は従来型のものに比べて少なく、しか
も電極表面の形成量は従来型のものに比べて著しく少な
かった・ 以上本発明をリチウム２次電池について説明したが、１
次電池にも通用して同様の効果を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はデンドライトによる電池寿命の短縮の原因の説
明図、第２図は本発明電極材の一実施例斜視図、第３図
は本発明による電池の構成側概略斜視図である。 （１）・・・負電極、（２）・・・セパレータ、（３）
・・・正電極、（４）・・・細い繊維または細線、（５
）・・・綿状体、（６）・・・負電極材、（７）・・・
集電板、Ｄ・・・デンドライト。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 金属リチウムまたはリチウム合金の繊維または細線の綿
    状集合体で形成したことを特徴とするリチウム電池の負
    電極材。
JP61280472A 1986-11-25 1986-11-25 リチウム電池の負電極材 Pending JPS63133449A (ja)

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JP61280472A JPS63133449A (ja) 1986-11-25 1986-11-25 リチウム電池の負電極材

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JPS63133449A true JPS63133449A (ja) 1988-06-06

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JP61280472A Pending JPS63133449A (ja) 1986-11-25 1986-11-25 リチウム電池の負電極材

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