JPS63307662A - 有機電解質電池 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は、正極活物質を改良した有機電解質電池に関
するものである。

〔従来の技術］ 有機電解質電池は、高エネルギーを有ししかも保存性、
耐漏液性に優れていることから、時計、カメラ、電卓等
の電子回路の電源用として多用される傾向にある。

［Ｑ明が解決しようとする問題点］ ところが、電解液に有機溶媒を用いているので、水溶液
系電解液を使用している電池に比べ、電解液の電導度が
低く大きな電流を取り出しにくいという問題があった。

その原因の一つとして有機電解液そのものの電導度が低
いということもある瓜有機電解液中に含まれるパーオキ
サイドを代表とする不純物が負極活物質の茨面に不１動
態被膜を形成することにあると考えられる。この不動態
被膜が抵抗体となり、大きな電流が取り出しにくくなっ
ていた。

また電池を長期間保存するさ、特に高温保存においては
被膜の形成が進行し、内部インピーダンスの上昇が大き
くなるということもあった。

この発明は上記の問題点を解決するためになされたもの
で、保存中の内部インピーダンスの上昇を抑えることが
でき大きな電流を取り出すことの可能な有機電解質電池
を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段および作用］上記の問題
点を解決するため、この発明の有機電解質電池は、負極
活物質にリチウム、ナトリウムなどの軽金属、正極活物
質に金属の酸化物またはカーボンのフを化物を用い、電
解液に有機溶媒を用いるとともに前記正極活、物質に膨
脹黒鉛を添加したことを特徴としている。

このような構成をとると、有機電解液中に含まれるパー
オキサイドに代゛表される不純物を膨脹黒鉛が吸着しあ
るいは一部を分解することにより負極活物質の表面が活
性状態に保たれるので、短絡電流の増加、内部抵抗の増
大を抑制することができる。

［実施例コ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は、この発明をコイン形の二酸化マンガンリチウ
ム電池に適用した実施例を示すものである。

第１図において、１はステンレス鋼よりなる有底短円筒
状の正極容器で、２は正極容器１の開口部を蔽う、ステ
ンレス鋼よりなる有底短円筒状の負極容器である。３は
リチウムシートからなる負極活物質で、負極容器２に圧
着されている。４はステンレス鋼の正極集電体で、正極
容器１の内面に電気溶接されている。

５は正極合剤で、活物質である二酸化マンガン９５重量
部に対し、導電材として鱗状黒鉛を５重量部、膨脹黒鉛
を０．２，０．４，０．８，１．５，３，５，７．１０
重置部の８種類（１）〜（８）で添加し、フッ素系結着
剤を２重量部混合してペレット状ｔこ成形したものであ
る。

負極活物質３と正極合剤５の間には電解液を含浸させた
ポリプロピレン製の不織布セパレータ６が介装されてい
る。電解液としては、プロピレンカーボネートと１，２
ジメトキシエタンに過塩素酸リチウムを混合したものを
用いた。

これらの電池部材を正極容器１と負極容器２内に充填し
た後、ポリプロピレン製ガスケット７を介して、正極容
器１乞カシメで封口し、直径２０Ｂ厚さ２．５ｔｍｌで
容量１４０ｍＨｈのコイン形電池（１）〜しない正極合
剤５を用いた従来の電池を作り電池ピ番号を（０）とし
た。

（０）〜（８）の９種類の電池を各種類毎にそれぞれ２
０偵作り、短絡電流の平均値を囚に、２０℃における２
、７ＫＯ負荷での終止電圧２．Ｏｖまでの放電持続時間
を（ロ）に、６０℃で８０日間貯蔵後の放電初期の電圧
の落込み度合（２０℃、２００Ω、０．１秒後の閉路電
圧として）を（ｑに、またこの時の内部イ／ピーダ／ス
を（至）に示してまとめたのが第１表である。

以下余白 第　　１　　！！ この表によると、この発明により０．０１４〜０．１８
ｍｇ／ｍＡｈの範囲内で膨脹黒鉛を添加した電池（２）
〜（６）は従来の電池（０）Ｉこ比べ、短絡電流値が１
０〜３５係増加している。また膨脹黒鉛の添加により、
保存後の内部抵抗も小さく、保存特性が向上している。

膨脹黒鉛の添加量が正極活物質の電気容ｔ１ｍＡｈ当り
０．０１４ｍｇ未満では、膨脹黒鉛の添加の効果は顕著
ではない。

一方、０．１８ｍｇ／ｍＡｈ以上で７重量部以上の添加
では電流および保存性の面では良好であるが、正極合剤
中の膨脹黒鉛量の増加により、正極活物質の充填量が減
少するので、放電容量が小さくなる傾向がでる。

したがって、この発明の効果の顕著にあられれる範囲は
、膨脹黒鉛の添加が０．０１４〜０．１８ｍｇ／ｍＡｈ
の場合である。

６０℃で８０間貯蔵後の放電初期の電圧の落込みの度合
（２０℃、２００Ω、０．１秒後の閉路電圧）について
は、膨脹黒鉛を含まない従来の電池（０）とこの発明に
よる電池（２）〜（６！では、３０〜１５０ｍＶの電圧
の差があり、膨脹黒鉛の添加により、電圧の落込みの程
度を軽減できることを知ることができる。

膨脹黒鉛としては、天然黒鉛あるいは人造黒鉛の層間ｔ
こ硫酸を進入させて８００〜１０００℃で急激に加熱し
て得られるものが知らｎているが、この発明では人造黒
鉛から得られたものが、容易−ζ高純度が得られ、量滝
性１ども優ｎているので有効であった。上記実施例にお
いてはこの＋５ｔｍ黒鉛を０．５間以下に粉砕して正極
合剤中に混練して使用した。

勿論、他の膨脹黒鉛を用いることもできる。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
く要旨を変更しない範囲において異なる構成をとること
ができる。

［Ｑ明の効Ｍｋ］ この発明によれば、正極活物質に膨脹黒鉛を添加するこ
とにより、大電□流を取り出すことができるとともに高
温での貯蔵による内部インピーダンスの上昇も少なく長
期間使用に対する信頼性を向上することができた。

【図面の簡単な説明】

添附図面は、この発明の実施例の電池の構成を示すＷＩ
ＦＲ面図である。 １・・・正極容器　　　　２・・・負極容器３・・・負
極活物′ＦＩｔ４・・・正極集電体５・・・正極合剤　
　　　６・・・セパレータ７・・・ガスヶット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）負極活物質にリチウム、ナトリウムなどの軽金属
   、正極活物質に金属の酸化物またはカーボンのフッ化物
   を用い、電解液に有機溶媒を用いるとともに前記正極活
   物質に膨脹黒鉛を添加したことを特徴とする有機電解質
   電池。
2. （２）正極活物質に添加する膨脹黒鉛はその添加量が正
   極の電気容量１ｍＡｈ当り０．０１４〜０．１８ｍｇで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の有機
   電解質電池。