JPS63150867A - 非水系二次電池 - Google Patents

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】 げ】　産業上の利用分野 本発明は三酸化モリブデン、五酸化バナジウム、チタン
或いはニオブの硫化物などの再光電可絽な活物質よりな
る正極と、リチウムを活物質とする負極とｒ備え比非水
系二次と池に関するものである。

（ロ）従来の技術 この種二′ｖｃ′ｗＬａは放電時に負鳳活物質でろるす
ｔラムがイオンとなりて溶膚し、光電時にその逆反応で
負極上に金ｉＡ’Ｊｆウムとして電析する反応であるが
、電析リチウムは樹枝状に成長する傾ｆ５Ｊが６カ最終
的に正値に通して内部短絡全引起すといつ問題かめる。

このよつな不都合に対処するため、例えば特開昭５２−
５４２３号公報に開示さｎているリチウム−アルミニウ
ム合金の工うにリチウム合金を負極活物質とすることが
提案さ几ている。リチウムと合金を形成する金属として
はアルミニウムの他にマグネシウム、亜鉛、スズ、鉛或
いはカドミウムなどが挙げらｎる。すｔラム合金の利点
は次述の如（である。即ち、リチウム単独の場合にはリ
チウムがイオンとなって溶出すると負極表面が凹凸状と
なり、その後の充電のｍ、すｔラムが凸部に集中的に電
析して樹枝状に成長するのに対し、リチウム−アルミニ
ウム合金の場合には充電時にすｔラムが負極の基体とな
るアルミニウムと金金七形成するＬうに復元するためす
ｔラムの樹枝状成長が抑制さｎる之めである。

ところがこｎらの合金は一般にすｔラム粉末と、このす
ｔラムと合金化する金属粉末とを混合したのち熱処理し
て侍ら几るものでありてその結層性はそｎはど強固では
ない。従りてすｆウム合金板を負極として渦巻電極体に
適用する場合、薄いシート状のリチウム合金負極全得る
ことは困難であると共に充放電サイクルの進行て伴い合
金が微粉化して合金の脱落が生じ、Ｊ貴方化や集電効果
の劣化などの′１池特注の低下を招くという問題がある
。

そこで薄いシート状のリチウム合金負極としてリチウム
板と、すｔラムと合金化するアルミニウム板ｔＥＥＮＬ
２もの？用いることが考えらｎるが、この場合にも、前
述し之ように充放電サイクルの進行に伴う合金の微粉化
ｔ−要因とする電池特性の低下を招くという問題は解消
することはでさない。

（へ）発明が解決しよウ−とする問題点本発明は薄いシ
ート状に形成でき、且光放電サイクルの進行に伴う゛電
池特性の低下を抑制しつる負極溝！に提案するものであ
る。

に）問題点全４決する之めの手段 負極とじて、リチウムと合金化する金属板を一対の９ｆ
ウム板で挟持し、且こ几らｆ！Ｉｆウムと合金化し難い
多孔性の導電部材で包囲し比もの？用いる。

すｔラムと合金化する金属としてはアルミニウム、マグ
ネシウム、亜鉛、スズ、鉛或いはカドミウムが挙げらｎ
る。

又、すｔラムと合金化し難い多孔性の導を部材としては
ステンレス、ニッケル、ｔタン或いはモリブデンよりな
る網体、パンチング板又はラス板か挙げらｎる。

（ホ）作　用 本発明によると、負極は薄いシート状に形成しうる一対
のリチウム仮によりて、すｔラムと同様に薄いシート状
に形成しうるすｔラムと合金化する金ｔ４ｔ″侠待した
構造でめる几め薄いシート状の負極を得ることができる
。又、リチウムと合金化し難い多孔性の導電部材により
包囲さｎでいるため、充放電サイクルに伴りて微粉化し
九合金の脱落が抑制さ几ると共に多孔性の導電部材ＩＣ
Ｃエフ極Ｏ集電効果が改善さｎる。

（へ）実施例 負極：、第１図に示すｙ口く厚み０．２ｍのアルミニウ
ム板（１）ｋＳ厚み０．１ＫＩｍの一対のリチウム仮（
２）（２）で挟持し圧着し次後、こｎらｔステンレス網
（３）で包囲して負極（４）とする。尚、（４）は２テ
／レス網（３）の一部にスポット浴接さｎた負極リード
片である。

正極：活物質としての二硫化チタンに、導電剤としての
アセチレンブラック及び１ｉｔｔｓ剤とじてのフッ素樹
脂粉末ｔ−ｊＪＬｊｔ比でｓｏ：ｉｏ：ｉｏの割合で混
合し友もの金集電体としてのステンレス裏パンｔング板
を中央にしてローラーにより圧延した後Ｐｊｒ足寸法に
献断して正極（５）とする。尚、厚みは０．６ｍである
。

第２図は上記正負極を用いて組立てた円筒型非水系二次
篭池七示し、正極（５Ｊ　ｋポリプロピレン不織布エフ
なるセパレータ（６）で包み込み負極（４）とともに巻
回し之渦巻電極体が負極端子兼用の外装缶（７）円に収
納さｎている。（８）は絶縁バッキング（９）？介して
外装缶（７１の開口部に装着さ几ている正極端子兼用の
キャップである。そして負極＋４Ｊ　Ｖｉリード板（４
ン七介して外装缶（７）に接続さｎ１又正極（５）はリ
ード板（５）ｒ介してキャップ（８）に接続さｎている
。

尚、’を解液としてはプロピレンカーボネートと１゜２
ジメトキシエタンとの等容積混合溶媒に過塩素酸リチウ
ム忙１モル／ｌ溶解したものを用い几。

こＯ本発明電池ｋ（Ａ）とする。尚、電池容量は３００
ｍＡＨである。

比較例１ 多孔性の導を部材で包囲することなく、厚み０．２１の
アルミニウム板ｔＳ厚み０．１調の一対のリチウム板で
挟持、圧着し之のみのものを負極として用いることを除
いて他は本発明の実施しＵと同様に組み立て比較電Ｍ（
Ｂｌ）とする。

比較列２ 厚みＱ、２ｍの’Ｉｆウム仮全単狸で負極として用いる
ことｔ除いて他は本発明の実施例と同様に組み立て比較
電池（Ｂ２）とする。

第３図はこｎらＴ！Ｌ池の充放ｍずイクル持性図を示し
、サイクル条件は放１１１１！流５０ｍＡで放電終止１
圧１．５Ｖ、光框電流５０ｍＡで充電終止電圧４、Ｏｖ
とした。

第３図ニジ本発明電池（Ａ）は比叔′１池（Ｂ１〕（Ｂ
２）に比して光放電サイクル％性が優ｎているのがわか
る。

この理由を考察するに、比較電池（８２］においてはす
ｔラムの樹枝状成長の九め充放４ｔイクル特性が悪く、
又比ｅｔａ（Ｂｌ）においては比較篭ａ（Ｂ１）エフは
優ｎる・ｂのの微粉化し之合金の脱落により元号に満足
しうる光放電サイクル特性は得らｎない。こｎに対して
本発明４池においては、ジチウムと合金化する金属版全
一対のリチウム板で挾持、圧涜しｆｃ’）ｆウム合金活
物質？包囲する多孔性の４ｍ部材に工つて微粉化した合
金の脱落が阻止さｎると−共に、多孔性の２５電部材に
よりて集電効果が同上することＶｃＪＣジ光放電サイク
ル特性が向上し之ものと考えら几る。

（Ｉ−）発明の効果 上述し之如ぐ、負極としてすｔラムと合金化挟 する金属板上一対のりｔラム板で誠持し、且こ几ら全リ
チウムと合金化し難い多孔性の導電部材で包囲したもの
？用いることにより、渦巻１を極体構這を有する非水系
二次電池の光放電サイクル時性を向上させることがでさ
るものであり、その工業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明１池におＣする負極の要部拡大断面斜視
図、第２図は不発明電池の縦断面図、Ｂ３図はｖｌ−の
充放電サイクル特注図？大々ホす。 （１ン・・・アルミニウム板、（２）・・・リチウム板
、（３）・・・ステンレス網、（４）・・・負極、（５
）・・・正礪ｓ　（６）・・・セパレータ、（７）・・
・負極端子兼用外装缶、（８）・・・正極キャップ、（
９）・・・絶縁バラ争ング。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）再充電可能な活物質よりなる正極と、リチウム又
   はリチウム合金を活物質とする負極とをセパレータを介
   して巻回した渦巻電極体を備えるものにおいて、前記負
   極は、リチウムと合金化する金属を一対のリチウム板で
   挟持し、且これらをリチウムと合金化し難い多孔性の導
   電部材で包囲したものよりなることを特徴とする非水系
   二次電池。
2. （２）リチウムと合金化する金属がアルミニウム、マグ
   ネシウム、亜鉛、スズ、鉛或いはカドミウムの群から選
   ばれたものである特許請求の範囲第（１）項記載の非水
   系二次電池。
3. （３）リチウムと合金化し難い多孔性の導電部材がステ
   ンレス、ニッケル、チタン或いはモリブデンよりなる網
   体、パンチング板又はラス板の群から選ばれたものであ
   る特許請求の範囲第（１）項記載の非水系二次電池。