JPS63226879A - 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】 （イ）　産業上の利用分野 本発明は二酸化モリブデン、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充電可能な活物質よりな
る正極と、リチウムを活物質とする負極とを備えた非水
系二次電池に関するものである。

（口１　従来の技術 この種二次電池は放電時に負極活物質であるリチウムが
イオンとなって溶解し、充電時にその逆反応で負極上に
金属リチ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向があり最終的に正極に達して
内部短絡を引起すという問題がある。

このような不都合に対処するため、例えば特開昭５２−
５４２３号公報に開示されているリチウム−アルミニウ
ム合金のようにリチウム合金を負極とすることが提案さ
れている。リチウム七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、鉛などが挙
げられる。リチウム合金の利点は次遅の如くである。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
際、リチウ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
電時にリチウムが負極の基体となるアルミニウムと合金
を形成するように復元するためリチウムの樹枝状成長が
抑制されるためである。

ところがこれらの合金は一般にリチウム粉末とこのリチ
ウムと合金化する金属粉末とを混合したのち熱処理して
得られるものであってその結着性はそれほど強固ではな
い。従ってリチ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を得るこ
とは困難である。

そこで本発明者等は負極としてリチウムと合金化する金
属板を一対のリチウム板で挾持したものを用いることを
提案した（特願昭６１−８５４５４号参照）。

四　発明が解決しようとする問題点 本発明はリチウムと合金化する金属板を一対のリチウム
板で挾持した構造の負極を基本とし、更に改良を加えて
サイクル特性を改善しようとするものである。

に）問題点を解決するための手段 負極としてリチウムと合金化する金属板を該金属板より
寸法の小なる一対のリチウム板で挾持し周辺部に金属板
の露出部を形設したものを用いる。

（ホ）作　用 リチウムと合金化する金属板を該金属板と同寸法の一対
のリチウム板で挾持すると、全面的にリチウム合金が形
成される。ここでリチウム合金はリチウムと合金化する
金属の単独の場合より機械的強度は弱いため、特に負極
の周辺部が崩れて脱落を生じることになる。

これに対して、周辺部にリチウムと合金化する金属板の
露出部を形設しておけば周辺部の崩れ脱落を抑制しうる
。尚、充放電サイクルの進行に伴い、周辺部における金
属板の露出部もリチウムと合金化されるが、初期時から
リチウム合金である場合に比して脱落は生じがたい。

それ故、本発明によればサイクル特性に優れた薄いシー
ト状の負極を得ることができる。

（へ）実施例 以下本発明の実施例を図面に基づき説明する。

負極（１）け第１図に示す如くアルミニウム板（２）を
、このアルミニウム板（２）より寸法の小なる一対のリ
チウム板１３１　＋３１で挟持、圧着し、周辺部にアル
ミニウム板の露出部（２）′を形設したものである。

正極（４１け活物質としての二硫化千タンに、導電剤ト
シてのアセチレンブラック及び結着剤としての）−Ｊ素
樹脂粉末を重量比で８０：１０：１０の割合で混合した
ものを集電体としてのステンレス製パンチング板を中央
にしてローラーにより圧延した後所定寸法に裁断したも
のである。

第２図は上ε正負極を用いて組立てた円筒型非水系二次
電池を示し、負極（１）と正極（４）とをポリプロピレ
ン不織布よりなるセパレータ（５）を介して巻回した渦
巻電極体が負極端子兼用の外装罐（６）内に収納されて
いる。（７）は絶縁バッキング（８）を介シて外装置１
　＋６１の開口部に装着されている正極端子兼用のキャ
ップである。そして負極（１）はリード板（９）を介し
て外装置１［６１に接続され、又正極（４）はリード板
αＧを介してキャップ（７］に接続されている。尚、電
解液としてはプロピレンカーボネートト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を１モ
ル／ｌ溶解したものを用いた。この本を 発明型外−とする。

尚、参考のためにアルミニウム板を、このアルミニウム
板と同寸法の一対のリチウム板で挾持し他 た構造の負極を用いることを除いては実施例と同へ 様の参考電池ｌＢ）を作成した。

更に、従来例としてリチウム板単独を負極に用いること
を除いて他は実施例と同様の従来電池（Ｃ１を作成した
。

第３図はこれら電池の充放電サイクル特性図を示し、サ
イクル条件は充電電流５０ｍＡで充電終止電圧４．ＯＶ
、放電電流５０ｍＡで放電終止電圧１．５ｖとした。

第３図より本発明電池面は従来電池ｔａｒに比して充放
電サイクル特性が飛躍的に向上しているのがわかる。

この理由を考察するに、従来電池（Ｃ）の場合は負極が
リチウム単独で構成されているため薄いシート状にする
ことができ渦巻電極体を形成することができるものの冒
頭で述べたように電析リチウムが樹枝状に成長して内部
短絡を起すためである。

これに対して、本発明による負極は薄いシート状に形成
しつる一対のリチウム板によって、リチウムと同様に薄
いシート状に形成しつるリチウムと合金化する金属を挾
持した構造であるため薄いシート状の負極が得られ渦巻
電極体を形成できると共に、リチウム板とリチウムと合
金化する金属との接合面にリチウム合金が形成されるた
めリチウムの樹枝状成長が抑制されることに起因する。

又、本発明電池面が参考電池ＩＢＩより充放電サイクル
特性が改善されているのは、本発明電池に用いた負極の
周辺部にリチウムと合金化する金属板の露出部が形設さ
れているため負極周辺部の崩れによる脱落が抑制された
ことに起因する。

尚、リチウムと合金化する金属としては実施例で示シタ
アルミニウム以外にマグネシウム、亜鉛、スズ或いは鉛
なども用いることができる。

（ト）　　発明の効果 上述した如く、本発明によればリチウムを活物質とする
負極を用いた渦巻電極体を備える非水系二次電池の充放
電サイクル特性を飛躍的に改善することができるもので
あり、この種電源の用途拡大に資するところ極めて大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明電池に用いた一実施例における負極の要
部拡大斜視図、第２図は本発明電池の縦断面図、第３図
は電池の充放電サイクル特性図である。 （１）・・・負極、（２）・・・アルミニウム板、（３
）・・・リチウム板、　＋４１・・・正極、（５）・・
・セパレータ、（６）・・・外装罐、（７）・・・キャ
ップ、（８）・・・絶縁バッキング、（９）αＧ・・・
リード板、囚・・・本発明電池、（Ｂｌ・・・参考電池
、＜ａ＋・・・従来電池。

Claims (2)

【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
   電極体を備える電池において、前記負極としてリチウム
   と合金化する金属板を該金属板より寸法の小なる一対の
   リチウム板で挾持し、周辺部に前記金属板の露出部を形
   設したものを用い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、スズ或いは鉛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。